Development of High Temperature Creep Testing Machine for Ceramics and the Assessment of High Temperature Strength and Deformation of Engineering Ceramics

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押込み法によるセラミックスの靭性評価は試験片の製作が安価で操作が容易であるためよく用いられている。しかし、原理的にKIアレストを求めていること及び押込み体と試料間の摩擦が影響することなど信頼性に疑問がもたれている。一般的にみて2MPam^<1/2>以下の場合はほぼ正しいとするデ-タがあるが以上では保証が無い。本研究は第2応力の負荷によって摩擦項の補正を行い20MPam^<1/2>以上までその測定範囲を拡大する手法の検討である。第1年度では予測された成果が挙げられたがその検証には信頼出来るセラミックスの破壊靭性値が必要である。金属ではKICを正しく求めるために疲労予き裂の導入が不可欠であるとされている。しかしセラミックスに疲労予き裂を導入するためには、伝播速度の応力感受指数が20以上と大きいために低荷重負荷を余儀なくされ、所要時間は100時間を越し、実用的でないためほとんど採用さめることは無い。第2年度は△K逓減型の試験片を考案し、疲労予き裂を効率良く導入する方法を開発した。アルミナ及びステアタイトを供試材として疲労予き裂導入の試験片を用いて破壊靭性試験を行なったところそれらの測定値の間に明に試験時期に依存する違いが認められた。併せて2MPam^<1/2>程度の低靭性の場合でも疲労き裂が必要なことが示された。セラミックスの疲労や曲げ強度に水分が関与することが知られている。破壊靭性値に及ぼす大気中の温度影響はまた知られていなかったが、疲労き裂を導入した試験片を用いることによってその効果が有意であることが示された。押し込み破壊靭性試験においても測定精度の向上の結果として湿度制御が必要であることが示された。第2年度はこれら確性試験を続行するとともに、経験的であった押込み法の評価式に検討を加え、摩擦に依存しない押込み法靭性評価の基礎を確立した。