セラミック複合材料の界面機能評価装置の開発
【研究分野】無機工業化学・無機材料工学
【研究キーワード】
内部摩擦 / 高温クリープ / 界面剥離 / 剛性率 / ねじり共振 / 複合材料 / tanδ / 転位 / 複合材料内耗 / 内耗 / 界面 / クリープ / セラミックス
【研究成果の概要】
高応力下で一定の応力を負荷してクリープ変形あるいは複合材料の界面剥離等を誘起させ、その後の内部摩擦を測定し、界面機能を評価する装置を開発することが目的である。この3年間で、(1):振幅依存性が測定できる高温用チャックの開発、(2):振幅依存性から複合材料の界面剥離現象を把握する、(3):C/C複合材料のデータ収集、(4):本装置の限界の把握、の項目について検討した。その結果、剛性の高いしっかりした内部摩擦測定用掴み具の開発に成功し、(1):1500℃まで、最大振幅2度で270MPaの剪断応力を負荷することが可能となった。また、(2):C/C複合材料のデータ収集を完了し、(3):本装置の限界の把握も終了した。その結果として(4):多結晶マグネシアの高振幅内部摩擦から転位の移動によると思われる内耗のピーク高さが振幅ならびにMgOの粒径に依存することを明らかにし、別個に測定した高温圧縮クリープデータと内耗データの4要素モデルによる対応づけにも成功した。また、MgOの内部摩擦には800℃付近の刃状転位の移動によるピークと、1200℃付近の螺旋転位の移動によるピーク並びに1400℃以上での高温バックグラウンドと呼ばれる部分に分けられ、ピークに関しては、本装置の捻り応力がパイエルス応力を越えた場合に現れることを明らかにした。(5):窒化ケイ素の粒界ガラス層の粘性を内部摩擦のピーク温度から推定することにも成功した。
【研究代表者】