連続繊維強化金属基複合材料のクリープ強度に及ぼす温度の影響

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一方向連続繊維強化金属基複合材料SCS-6/Beta21S(繊維体積率38%)のクリープ試験を3つの温度450,500,550℃で実施し,クリープ伸びとAE発生を測定した.また,この複合材料から抽出した繊維の引張試験を室温で行うとともに,マトリックス材料Beta21Sのクリープ特性を450,500,550℃で調べた.この結果,次のことが明らかとなった.1.SCS-6/Beta21Sのクリープ破断時間は試験温度に強く依存し,試験温度が50℃増加するとクリープ破断時間は約11/(10)となった.しかし,このクリープ試験中のAE発生に顕著な試験温度依存性は見られなかった.2.マトリックスのクリープは試験温度に強く依存し,その温度依存性はアルレニュース形の温度依存関数により表された.3.3つの温度でSCS-6/Beta21Sの負荷応力とクリープ破断時間の関係は,マトリックスのクリープの温度依存性を考慮して時間補正したところ1つの関係となった.したがって,SCS-6/Beta21Sのクリープ破断の温度依存性は,ほとんどマトリックスのクリープの温度依存性に起因し,酸化等による繊維の劣化の温度依存性がSCS-6/Beta21Sのクリープ破断に及ぼす影響は無視できることが明らかとなった.4.繊維の束強度に基づくクリープ強度を求めたところ,SCS-6/Beta21Sはこのクリープ強度以下の負荷応力ではクリープ破断しない傾向にあり,したがって繊維の束強度に基づくクリープ強度の有効性が確かめられた.