「亀裂治癒+過負荷試験」による構造用セラミックス部品の品質保証法確立

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構造用セラミックスは比強度が高く耐熱性及び耐食性に優れ、近年、ガスタービン等高温機器部材として応用されつつある。しかしながら、破壊靭性が低いことから欠陥感受性が高く信頼性に乏しい。これがセラミックスの実用化を妨げる大きな原因である。我々は、この問題を克服する一つの方法として「亀裂治癒なる方法」を提案し、窒化けい素、炭化けい素、アルミナ及びムライトセラミックスに適用した。その結果、亀裂治癒能力が優れた材料では、亀裂治癒愈部が1000℃以上の高温においても母材部以上の強度を有することを実験的に証明した。しかしながら、この方法は表面に存在する亀裂や加工欠陥を治癒するには有効な方法であるが、内部にある欠陥まで治癒することが出来ない問題点がある。そこで、セラミックス部品の信頼性を確実に向上させる方法として「亀裂治癒+過負荷試験」法を提案し、内部欠陥は過負荷試験で、表面欠陥は亀裂治癒処理で除去することにした。この新しい方法を窒化けい素セラミックスに適用した結果、この部品の信頼性を大幅に向上することに成功した。このことから、我々が本研究で提案した「亀裂治癒+過負荷試験」法はセラミックスの品質保証に非常に有効な方法であることが証明された。