無機系先端材料強度の向上と評価

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(1)無機系先端材料強度の向上と評価に関する材料強度学としての体系化の基盤の確立数多くの新しい概念を提案、実証し、体系化を行った。例えば、(a)金属疲労におけるマルチサイトクラックによる急速破断この概念を実験と理論によって確立した。無機系先端材料においても、その可能性を提案した。(b)繰返し応力下における無機系先端材料の破壊の繰返し速度依存性が金属疲労の特性と同様であることを明確にした。(2)高温延性耐熱合金Cr-Mo-V鋼から高温脆性耐熱超合金IN100や化学結合様式の異なる種々のセラミックス(窒化珪素、アルミナセラミックス、炭化珪素)などにいたるまでを統一して、比較強度学的研究により、共通のconcept(概念)による高温クリープ寿命の簡便な評価法を提案し実証した。延性の相違など材料や組織による識別を可能とする項をexplicitに含んでいる点も特長の一つである。本成果は高温き裂成長速度を熱活性化過程として提案した新しいパラメータを用いて導いたものである。(3)高温クリープ寿命のマスターカーブによる簡易評価法を提出した。(4)アルミナセラミックスの室温における粘性の存在を提案し、実証した。(5)脆性-延性破壊の遷移機構に関する材料物性と微視・巨視の非線形融合力学的、模型(転位群の動的射出による)の提案と新しいクライテリオンを創出し、実証した。(6)超音波、AEなどによる微視破壊解析の新しい計測システムを開発し、新素材への適用に成功した。すなわち、マイクロクラックを検出する新たなアコースティック・エミッションの逆演算定量的非破壊評価を確立して、10〜30μmの欠陥の定量評価手法を確立し、評価システムとして“動的クラック顕微鏡"を試作した。一方、複合材料のせん断割れと引張り割れを弾性波の放射型式により分類することに成功し、せん断によるディボンディングとマトリックス、繊維破断を分類した。(7)単繊維引き抜き試験法を開発した。(8)セラミックス基複合材料、例えば、セラミックス基、ガラス基複合材料を開発し、また、ナノ粒子とミクロ粒子を混合したハイブリッド複合材の作製により力学的性質の向上に成功した。(9)マイクロクラック・タフニングによる無機系先端材料の破壊靭性向上の提案と実証を行った。(10)無機系材料の組織制御によって、室温曲げ強度3,000MPaをもつ材料をZrO_2-Al_2O_3系セラミックスで開発し、その強化機構の解釈を試みた。(11)トライボロジー・表面加工性に関する新しい重要な知見を得た。(12)金属/セラミックスの接合、及び接合界面に関する新しい重要な知見を得た。