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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セラミックスは、本質的に脆く、その実用化のための最大の課題は脆性の克服にあり、それゆえ、本計画研究の目的は靭性の向上と評価にある。本計画研究では、新しい複合材料作製手法の開発、各種欠陥や微視組織の新しい非破壊計測手法、それら欠陥や微視組織と力学挙動の関連の特定などにより、さらに、他の計画研究班による破壊機構に関する物理学や新しいクライテリオンとの関連において無機系先端材料の靭性向上と評価法の原理を確立することを目指した。具体的には、(1)Al_2O_3、ZrO_2、これらに超微細SiC、TiCを分散させたナノ複合体、および、これらにSiC、Si_3N_4ウイスカ-を分散させた複合材を加圧マルチ雰囲気ホットプレス等を用いて製作した。(2)さらに、非酸化物系Si_3N_4、SiCを対象に、単体およびナノ複合材、ウイスカ-複合材を作製した。(3)精密超音波減衰法、超音波残留応力計測法、AE波形解析法など、セラミックスに適用する手法を新たに確立し、これにより、開発した材料についてマイクロクラック、空隙、空泡などの各種欠陥、相変態、微視組織などの定量検出を試みた。(4)これら非破壊計測手法・解析法により検出された諸欠陥、微視組織などと、破壊靭性、衝撃、熱衝撃などの力学挙動との関連を実験的に特定することを試みた。(5)複合材料の界面強度を定量評価を行った。(6)上記の結果から、さらに他の計画研究班との連携によって高靭性無機系複合材料開発の原理に対する考察を行った。