高温強靭性セラミックスの開発

高温韧性陶瓷的研制

• 批准号: 60850130
• 负责人: 後藤 孝
• 金额: $ 10.24万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research
• 财政年份: 1985
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1985 至 1987
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-60850130/
• 关键词: セラミックスの強靭性; セラミックスの機械加工性; ウィスカー強化セラミックス; 化学気相折出; CVD; 炭化ケイ素; 窒化ケイ素; アルミナ; セラミックス; 破壊強度; 破壊靭性; アルミナ系複合材; 高靭化機構; 強靭化機構; ウィスカー強化; 粒子分散複合材料; CVD材料

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。

This study is related to Showa 61 year research achievements are as follows: 1. [Al_2][O_3][ZrO_2][SiC][SiO_3][SiO_2][SiO_3][SiO_3][SiO_2][SiO_3][SiO_3][SiO_2][SiO_3][SiO_3][SiO_2][SiO_3][Si The strength of [Al_2][O_3] decreases from 800℃ to 1200℃ to 400℃. In this paper, we study how to improve the properties of Si_3 and SiC by using Si_4 and SiC as structural materials at high temperature. 2. Si-C-N powder was synthesized and sintered successfully, and SiC was uniformly dispersed. This method is successful in improving the strength and toughness of SiC at the same time. 3. CVD method is used to make SiC crystal powder layer less than 7.5MN/[m^(3/2)], SiC fracture toughness is 3.5 times or more than 2 times higher. The high temperature of 1600℃ reduces the toughness and strength of SiC. 4. SiC particles, particles. The machinability of SiC particles was determined by measuring the particle size of amorphous SiC particles. SiC is an ideal material with high purity and low strength at high temperature (1500℃).

项目成果

窯業協会誌. 94-1. (1986)

陶瓷协会杂志。94-1。

Fracture of Mechanics of Ceramics. 7. (1985)

陶瓷力学断裂。

新原晧一: セラミックス. 21. 598-604 (1986)

新原浩一：陶瓷 21. 598-604 (1986)

T.Goto: Material Research Bulletin.

T.Goto：材料研究通报。

内山哲夫: 窯業協会誌. 94. 756-760 (1986)

内山哲夫：陶瓷协会杂志 94. 756-760 (1986)。