高温強靭性セラミックスの開発

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究に関する昭和61年度の研究実績は以下の通りである。1.【Al_2】【O_3】に【ZrO_2】とSiCウィスカーを分散させることによって、【Al_2】【O_3】の強度を450MPaから1350MPaへ、破壊靭性を3.5から11.5MN/【m^(3/2)】へと、それぞれ3倍以上、また熱衝撃抵抗を約200℃以上も向上させることに成功した。さらに、【Al_2】【O_3】の強度減少が起る温度を800℃から1200℃へと約400℃も改善した。以上の改善された特性はセラミックスエンジン材料として実用化されようとしている【Si_3】【N_4】やSiCを越えるものであり、したがって、本研究によって、製造コストの低い酸化物セラミックスを高温構造材料として実用化する道が拓かれたと考えられる。2、ポリシマザシを出発原料として、非晶質のSi-C-N粉末プレカーサーを合成し、それを焼結させることによって、【Si_3】【N_4】にSiCを均一に分散させた複合体を製造することに成功した。この方法により世界で始めて、SiCを分散させることにより【Si_3】【N_4】の強度と靭性を同時に改善することに成功した。3、CVD法を駆使して、SiCの結晶粉内に積層欠陥を導入することにより、SiCの破壊靭性を3.5から7.5MN/【m^(3/2)】へと2倍以上も向上させることに成功した。これによって1600℃の高温まで靭性と強度の減少しないSiCを製造する道が拓けた。4、サブミクロンのSiCに、ポリシラスチレンを約10wt%添加して、1500〜1750℃の低温で焼結させることにより、金属材料と全く同じように機械加工可能な高純度SiCの製造に成功した。このSiCの機械加工性は、ポリシラスチレンから生じた数nmの非晶質のSiCが、サブミクロンのSiC粒間に分散することによって生じることが判明した。なを、このSiCは高純度である為に、高温(1500℃)になっても強度の低下が生じない理想的な材料であることも分った。