各種の新しい手法の開発とそれらによる力学挙動の解明に関する研究

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新しい無機系先端材料の開発を目的に、製造・評価両面の新しい手法の開発を進めた。プロセッシングに関しては、焼結、HIPマップの作製、CIPの粒子流動シュミュレーション解析、そして衝撃波を利用した粉体結合の手法の開発を行っている。また、高靱性を目指したセラミックスおよびその複合体のホットプレスによる製造法を確立し、各種のウィスカー、分散粒子を利用した複合材料を開発している。特に、ナノ複合材料に関しては、耐熱、高温度、高靱性材料として世界に冠たる複合材料の作製に成功している。これら材料の力学特性評価を目的に、衝撃音を利用した弾性定数測定システムを作成し、非破壊評価法として異方性複合材料のはく離検出などを対象に、ラム波を利用した超音波法、マイクロクラックの検出を目的としたAE法、およびフラクト放射法の適用を進めた。また、AE法を用いて、微視割れ生成の限界応力導出は新しい応用として注目される。力学挙動の解明に関してはモンテカルロ法による統計的シュミュレーション手法に加えて負荷速度に注目した応力腐食割れの強度への影響に関する試験を進めた。また、新たな熱衝撃試験法と加工面の微視割れを熱衝撃により検出する手法を開発して、一方、衝撃特性に関しては荷重による動的破壊靱性K_<ID>の導出、粒子衝撃による衝撃劣化評価を進め、絶縁破壊を利用した試験を含め、試験法の開発が系統的に進められた。無機系先端材料開発において最大の課題は、その脆性を克服し、高靱性複合材料の開発にあるが、そのためには主き裂先端のマイクロクラックの評価、および界面せん断力の評価に基づく微視破壊機構の解明が、共通基盤的な課題といえる。本研究ではAE原波形解析によるマイクロクラック評価、およびプルアルト、引張り、硬さ法によるせん断力評価法を行い、その試験法開発をほぼ達成したといえる。