著しく大きな破壊エネルギーを有し、塑性変形を示すセラミックス複合材料の合成

具有显着大断裂能和塑性变形的陶瓷复合材料的合成

• 批准号: 12875125
• 负责人: 平田 好洋
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Kagoshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12875125/
• 关键词: ムライト; 炭化ケイ素繊維; ポリチタノカルボシラン; 積層材料; 塑性変形; 破壊エネルギー; 破壊強度

セラミックス材料の力学的安全性と信頼性を向上させるには、その破壊様式を金属類似の塑性変形(応力とひずみが非線形の関係を示す)へ改善するとともに、破壊に要するエネルギーを大きくしてクラックの進展を阻止する必要がある。本研究では鉄筋コンクリートをモデルとして、鉄筋の役割をセラミックス長繊維にもたせ、砂、岩石に対応するフィラーとしてセラミックス微粉体を、そしてセメントに対応する反応性接着剤としてセラミックス収率の高い無機高分子を用いて材料合成を行うこととした。直径11μmの長繊維を平織りにしたSi-Ti-C-O繊維織物(Si:54,Ti:2.0,C:31.6,0:12.4mass%)をセラミックス粉体40vol%の水性サスペンション中に含浸し、これを13枚積層した。ここでのセラミックス粉体にはゾルーゲル法ムライト(3Al_2O_3・2SiO_2、メディアン径1.53μm)、α-アルミナ(メディアン径0.60μm)、α-SiC(メディアン径0.70μm)を用いた。成形体を1100℃のアルゴン雰囲気中で1h仮焼した。積層材の開気孔にキシレン溶液に溶かしたポリチタノカルボシラン(Si44,Ti2,C42,03,H9mass%)を含浸し、アルゴン雰囲気中、1000℃で熱分解した。この工程を8回くり返し、積層材の緻密化を計った。合成した積層材の相対密度は86-91%で、四点曲げ試験において著しい塑性変形を示した。ムライトをフィラーに用いた複合材料の引っ張り試験においても塑性変形挙動を示した。2.5mm厚さの試料の破断強度は、250MPaで、破壊エネルギーは64-221kJ/m^2であった。アルミナを用いた複合材料の変形強度の最高値は73〜112MPaであり、変位量3mmにおける変形エネルギーは24〜33kJ/m^2であった。SiCをフィラーとした複合材の変形強度の最高値は218〜242MPaであり、変形のエネルギーは36〜53kJ/m^2であった。これまでの3種類のフィラーを用いた複合材の実験結果より、変形強度はアルミナ<炭化ケイ素<ムライトの順に大きく、変形エネルギーはアルミナ<ムライト<炭化ケイ素の順に大きくなった。

The safety of the mechanics of materials is reliable. The metal type is similar to the plastic shape. (force, strength, non-shape, etc.). To improve the mechanical properties of the metal, to improve the safety of the mechanics of materials, to improve the safety of the mechanics of materials. The purpose of this study is to study the properties of micropowders, powders, powders, sand, rocks, sand, rocks, sand, rock, sand, rock The diameter is 11 μ m long, and the structure of the powder is 11 μ m long. There are 13 active compounds in the powder, which is 40 vols of water-based Si-Ti-C-O powder. The powders were used in the preparation of the powders (3Alpha 2O _ 3 ·2SiO _ 2, 1.53 μ m in diameter), α-SiC (0.60 μ m in diameter), and α-metal (0.70 μ m in diameter). The forming body has a temperature of 1100 ℃ and a temperature of 1 h. The opening hole of the raw material was dissolved in solution. The temperature of the solution was 1000 ℃, and the temperature was 1000 ℃. The solution was dissolved in the solution, and the solution was dissolved in the solution at 1000 ℃. The project has been completed for 8 times, and the materials have been densified and analyzed. The phase density of the composite material is 86-91%, and the four-point curve is characterized by the plastic shape. Please use the composite material to test the plastic shape of the material. 2.5mm thick material breakage strength, 250MPa, breakage strength-221kJ/ m ^ 2 bond strength. The highest shape strength of the composite material is 73 ~ 112 MPA, and the bit amount is 3mm. The shape is similar to that of 24~33kJ/ m ^ 2. SiC

项目成果

R.Dong et al.: "Surface Treatment of Alumina Fiber with Ceria"Ceramic Transactions. (印刷中). (2001)

R.Dong 等人：“用二氧化铈对氧化铝纤维进行表面处理”《陶瓷交易》（2001 年出版）。

R.Dong et al.: "Surface Treatment of Alumina Fiber with Ceria"Ceramic Transactions. Vol.112. 815-820 (2001)

R.Dong 等人：“用二氧化铈对氧化铝纤维进行表面处理”陶瓷交易。

Y.Nakamura et al.: "High Temperature Ceramic Matrix Composites"Wiley-VCH. 883 (2001)

Y.Nakamura 等人：“高温陶瓷基复合材料”Wiley-VCH。

R.Dong et al.: "Processing of Ceria-Coated Alumina Fiber/Alumina Matrix Composite"Journal of the Ceramic Society of Japan. 108巻9号. 823-829 (2000)

R. Dong 等人：“二氧化铈涂层氧化铝纤维/氧化铝基体复合材料的加工”，日本陶瓷学会杂志，第 108 卷，第 9 期，823-829（2000 年）。

Y.Hirata et al.: "Infiltration and Pyrolysis of Polytitanocarbosilane in an Si-Ti- C-O Fabric/Mullite Porous Composite"Journal of the American Ceramic Society. Vol.83 No.5. 1044-1048 (2000)

Y.Hirata 等人：“Si-Ti-C-O 织物/莫来石多孔复合材料中聚钛碳硅烷的渗透和热解”美国陶瓷学会杂志。