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

陶瓷高温蠕变试验机研制及工程陶瓷高温强度和变形评定

基本信息

批准号：
62850020
负责人：
布村成具
金额：
$ 4.48万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology (1990)Faculty of Science and Engineering (1987-1988)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
财政年份：
1988
资助国家：
日本
起止时间：
1988 至 1989
项目状态：
已结题

项目摘要

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。

经常使用陶瓷对陶瓷的韧性评估，因为它在制造测试标本且易于操作的情况下很便宜。但是，人们对可靠性有疑问，例如原则上需要KI逮捕以及缩进器与标本之间的摩擦影响。一般而言，当数字为2MPAM^<1/2>以下时，有数据几乎是正确的，但是不能保证这一点。这项研究研究了一种通过应用第二应力负载来纠正摩擦项的方法，以将测量范围扩展到20MPAM^<1/2>或更多。预测的结果是在第一年实现的，但是为了进行验证，需要可靠的陶瓷断裂韧性值。在金属中，据说引入拟南期裂纹对于正确确定KIC至关重要。但是，为了将效率前的裂纹引入陶瓷，在20或更高的情况下，传播速度的应力灵敏度指数很大，因此需要低负载，并且所需的时间超过100小时，使其无效且很少使用。在第2财政年度，我们设计了一个△k级的测试标本，并开发了一种有效引入效率前裂纹的方法。使用氧化铝和脂肪岩作为测试材料，使用前裂缝引入试样进行骨折韧性测试，观察到这些测量结果之间的差异，这取决于测试时间。此外，还表明，即使对于低韧性，也需要疲劳裂纹。众所周知，水分参与陶瓷的疲劳和弯曲强度。大气温度对断裂韧性值的影响也未知，但是使用具有疲劳裂纹的标本表明它们的作用显着。已经表明，由于提高了推入裂缝韧性测试的测量精度，湿度控制是必要的。在第2财政年度中，继续这些充分性测试，并检查了凹痕方法的经验评估公式，从而为摩擦独立的韧性评估建立了基础。