セラミックスの微視割れ生成臨界応力の非破壊評価

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本研究では、平成元年度に引続き、平均粒径の異なる2種類の焼結アルミナの種々の寸法を有する試験片の曲げ試験の際に、AE法を用いて微視割れの発生時刻・位置を検出し、AE検出開始後のAE事象数及びエネルギ-の急増点における見かけの応力σ_Cを評価した。前年度にσ_Cが最終不安定破壊以前の主き裂形成に対応するマクロな臨界応力であることが明らかになっているが、本年度は、σ_Cに及ぼすひずみ速度や水分による応力腐食割れの影響について検討し、以下の結果を得た。(1)細粒アルミナにおけるσ_Cを前年度と同様に評価したが、曲げ強度σ_Bが試験片寸法に依存するのに対して、σ_Cは個々の試片寸法でばらつきがあるものの、本研究の範囲では、寸法によらずほぼ一定の値の周辺に存在することが示された。(2)粗粒アルミナ・細粒アルミナで評価されたσ_Cは約170MPaであり、粒径・純度・気孔率の異なる両材料で同じ値であった。一方、材料中の水分を除去した細粒アルミナで約190MPaであり、水分除去によりσ_C値が向上し、また、ばらつきが小さくなることが明らかになった。(3)4×10^<ー7>〜4×10^<ー5>[s^<ー1>]の範囲において、σ_C及びσ_Bのひずみ速度依存性を検討したが、ひずみ速度の上昇にともない、両者がほぼ同程度に向上することが明らかになった。なお、本年度用いた両材料は、粒径のみならず気孔率・純度も異なるため、それらの内、個々の材料因子のσ_C、σ_Bに及ぼす影響は明らかになっておらず、今後に課題を残していると言えよう。