放電プラズマ法を用いた短繊維複合延セラミックスの設計・合成・評価に関する研究

放电等离子体法短纤维复合材料轧制陶瓷的设计、合成及评价研究

基本信息

  • 批准号:
    06855011
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 0.64万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
  • 财政年份:
    1994
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1994 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究の目的は、セラミックス系短繊維複合材料を対象に、マイクロメカニックスモデルに基づく材料開発を実施し、マルチプルクラックひずみ硬化特性を有する高靭性セラミックスを創製することである。1.繊維ブリッジング応力-き裂開口変位の関係に基礎を置く短繊維強化材料設計モデルを構成した。モデルは繊維(寸法,体積含有率,弾性係数),マトリックス(破壊靭性,弾性係数)および界面強度の各パラメータを考慮している。これによりマルチプルクラックの発生条件、ひずみ硬化型材料の応力-ひずみ挙動を推定するモデルを提案した。2.放電プラズマ法により、以下の4種のセラミックスを燒結した結果、50MPaの加圧力、5minの加熱時間でSiCでは1800℃、ZrO_2,Al_2O_3,Si_3N_4では1600℃の温度で、いずれも燒結助剤を添加することなく、理論密度100%の緻密な固化体を得た。固化体の高温強度評価をスモ-ルパンチ試験法により実施した結果、通常のホットプレス法による燒結で作成した固化体よりも耐熱性に優れていることを見いだした。1500℃で最大2倍程度の強度を保持している。これにより、燒結助剤無添加の高温強度特性に優れたセラミックスの迅速な合成ルートを開発した。3.金属間化合物繊維の合成を目的に、Ni_3Alの放電プラズマ燒結実験を実施した結果、50MPaの加圧力、10minの加熱時間、1850℃の温度で緻密な固化体を得た。3点曲げ試験により、室温においても延性挙動を呈することを確認し、上記2で作成したセラミックスをマトリックス、本金属間化合物を繊維として複合化できる見通しを得た。今後、設計モデルを基礎に、さらに金属間化合物繊維複合セラミックス材料の完成を目指す。4.1に記した材料設計モデルの妥当性を検討するために、化学的セラミックの代表例であるケイ酸カルシウム(ゾノトライト)複合材料を水熱ホットプレス低温合成法で製作した。用いた繊維はポリエチレン(アスペクト比:500)である。体積含有率0.7%でマルチプルクラックを誘起することができ、ひずみ硬化型高靭性材料の開発に成功するとともに、構成したモデルの予測と調和的であることを確認した。本研究により、マルチプルクラックひずみ硬化型高靭性複合材料の設計モデルが開発できたといえる。
The purpose of this study is to develop a matrix material with high toughness and hardness characteristics for short dimensional composites. 1. The relationship between the strength and the position of the crack is based on the design and composition of the short-dimensional strengthening material. The dimensions (dimensions, volume content, coefficient of elasticity), fracture toughness (fracture toughness, coefficient of elasticity) and interface strength are considered. This paper presents the development conditions of the hardened materials and the estimation of their mechanical properties. 2. The sintering results of the following four kinds of sintering aids were obtained: SiC at 1800℃, ZrO_2, Al_2O_3, Si_3N_4 at 1600 ℃ for 5min, sintering aids at 100% theoretical density. High temperature strength evaluation of the cured body is carried out according to the results of the test method, and the cured body is prepared according to the heat resistance of the sintering method. 1500℃ maximum twice the intensity is maintained. The high temperature strength characteristics without additive are excellent for rapid synthesis and development. 3. For the purpose of synthesis of intermetallic compounds, Ni_3Al solid state sintering was carried out under 50MPa pressure, 10min heating time and 1850℃ temperature. 3. To confirm the ductility of the intermetallic compound at room temperature. In the future, the design of intermetallic compounds based on the development of intermetallic compounds based on the development of materials 4.1. Material design and suitability evaluation. Representative examples of chemical synthesis and hydrothermal synthesis of composite materials. Use Volume content 0.7%?? This study aims at designing hardened high toughness composites.

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
H.D.Jeong,Y.G.Kweon,T.Hashida,H.Takahashi,and S.Ohmi: "Evaluation of Fracture Toughness and Micro-Fracture Mechanism of Porous Glass Composite by Using Acoustic Emission" Progress in Acoustic Emission VII. 7. 451-456 (1994)
H.D.Jeong、Y.G.Kweon、T.Hashida、H.Takahashi、S.Ohmi:“利用声发射评价多孔玻璃复合材料的断裂韧性和微断裂机理” 声发射研究进展七.
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
高橋 秀明、橋田 俊之: "熱応力と耐熱衝撃性" セラミックス. 29. 603-610 (1994)
Hideaki Takahashi、Toshiyuki Hashida:“热应力和耐热冲击性”陶瓷 29. 603-610 (1994)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
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  • 通讯作者:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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  • 作者:
    金 太成;林 晏理;二川 秀史;白須 圭一;山本 剛;橋田 俊之;細井 厚志;川田 宏之;白木伶治,岡本彪,小澤憲人,金太成,平山紀夫,谷口憲彦,西脇剛史,細井厚志,川田宏之
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    $ 0.64万
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    Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
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知道了