セラミックスの熱衝撃強度評価に関する研究

陶瓷热震强度评价研究

• 批准号: 01550066
• 负责人: 渋谷 寿一
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1989
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1989 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01550066/
• 关键词: セラミックスケ; 熱衝撃; 高温強度; 熱応力; 衝撃破壊; 熱動弾性理論

新素材としてのセラミックスは耐熱性、耐腐食性、耐摩耗性などに優れており、高温部材への応用が期待されている。しかし、ぜい性材料であたるため衝撃に弱く、特に高温での使用を目的とする場合は耐熱衝撃性に難点があり、強度部材として実用に供しにくい状態にある。本研究では、この問題点を解決することを目的とし、実験と理論解析により熱衝撃のメカニズム、および、その軽減法について研究したもので、本年度に実施した研究内容は以下の通りである。1.水中急冷法によりセラミックス試験片に熱衝撃負荷を加える実験装置を製作した。本実験装置では、同時に多数の試験片を最高1000℃まで加熱し、水中に落下させて熱衝撃負荷を加えることができる。また、加熱に使用する電気炉はプログラム温度調節器により制御され、加熱中に任意の温度変化を試験片に与えることができる。この実験装置においては、(1)炉内の試験片が一様に加熱されること。(2)加熱後の試験片がスム-ズに水槽に落下すること、(3)試験片の温度が容易に測定できること、などが重要である。2.構造用セラミックス材料として窒化けい素(Si_3N_4)を取り上げ、前項の装置を用いて熱衝撃実験を行なった。セラミックスは種々の寸法、形状に加工するのが容易ではないため、本実験ではまず円柱部と円錐部からなる試験片につて実験を行なった。現時点では、セラミックスなどのぜい性材料に特有の強度のばらつきのために、実験結果をまとめるには至っておらず、さらに多数の試験片について継続して実験を行なっている。3.流体と試験片との間の熱伝達解析により試料内部き温度変化を求め、これに基づいて熱衝撃応力解析を行なって発生する熱応力を求め、理論的な面から熱衝撃強度に及ぼす各種因子の影響について検討中である。これにより、熱衝撃を軽減するための因子を明らかにする予定である。

New material と し て の セ ラ ミ ッ ク ス は heat resistance, corrosion of predatory, abrasion loss な ど に optimal れ て お り, high temperature material へ の 応 with が expect さ れ て い る. し か し, ぜ い materials で あ た る た め blunt shock に weak く, special high temperature に で の use を purpose と す る occasions は heat resistant and shock に difficulties が あ り, strength of materials と し て be used for し に に く い state に あ る. This study で は, こ の problem point を す る こ と を purpose と し, be 験 と theory analytical に よ り thermal shock shock の メ カ ニ ズ ム, お よ び, そ の 軽 subtraction に つ い て research し た も の で, this year's に be applied し た research content under は の tong り で あ る. 1. The water quenching method に よ り セ ラ ミ ッ ク ス test piece に を thermal shock shock load plus え る be 験 device を making し た. This be 験 device で は, at the same time most に の test piece を of up to 1000 ℃ ま で し, heating the water falling に さ せ て を thermal shock shock load plus え る こ と が で き る. ま た, heating に use す る electric 気 furnace は プ ロ グ ラ ム temperature regulator に よ り suppression さ れ, arbitrary に の temperature variations in heating を test piece with え に る こ と が で き る. The <s:1> <s:1> experimental device にお にお て て と, (1) the <s:1> test piece in the furnace が is heated に と と と と と と と と と と と と と. (2) after the heating の test piece が ス ム - ズ に に sink down す る こ と, (3) test pieces の temperature が に easily determine で き る こ と, な ど が important で あ る. 2. The structure with セ ラ ミ ッ ク ス material と し て smothering the け い element (Si_3N_4) を take り げ, referred to in the preceding paragraph を の device with い て thermal shock shock be 験 を line な っ た. セ ラ ミ ッ ク ス は kind 々 の inch method, shape に processing す る の が easy で は な い た め, this be 験 で は ま ず と has drifted back towards &yen; column department has drifted back towards &yen; the cones か ら な る test piece に つ て be 験 を line な っ た. Now point で は, セ ラ ミ ッ ク ス な ど の ぜ い sex に の unique strength の ば ら つ き の た め に, be 験 results を ま と め る に は to っ て お ら ず, さ ら に most の test piece に つ い て 継 続 し て be 験 を line な っ て い る. 3. Fluid と test piece と の hot 伝 の of parsing に よ り sample internal temperature variations き め を o, こ れ に base づ い て thermal shock shock 応 force line analytical を な っ て 発 raw す る を め, theory of thermal 応 force な surface か ら thermal shock shock strength に and ぼ す の various factors influence に つ い て 検 beg in で あ る. The を れによ and thermal impact を軽 reduction するため <s:1> factor を and ら にする にする are determined to である.