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一方向凝固セラミック共晶複合材料の1600-2000Kでの破壊メカニズム

1600-2000K定向凝固陶瓷共晶复合材料的断裂机理

基本信息

批准号：
05F05367
负责人：
落合庄治郎
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

超高温材料研究センターでブリッジマン法により作製された一方向凝固アルミナ/YAG複合材料を用いて、1600-2000Kの高温での力学試験(主として圧縮試験)を、アルゴン雰囲気中、種々の変形ひずみ速度で行うとともに、非破壊試験法であるX線回折法により残留応力を測定した。併せて、インデンテーション試験により構成相の破壊靱性を求め、それより残留応力を求め、X線回折結果と比較検討した。さらに上記結果を実組織からメッシュを作製した有限要素法応力解析に基づく数値モデルにより再現・定量化を試みた。主な結果は以下のように要約される。(1)1600-2000Kの超高温域での変形応力は温度が高いほど、ひずみ速度が低いほど変形応力は低くなる特徴について、有限要素法解析により定量的に再現することに成功した。(2)上記実験結果について,等応力モデルおよび等ひずみモデルを適用して、実測値はこの間に位置していることを示し、さらに応力およびひずみ速度のアルミナおよびYAG内の有限要素法による応力およびひずみ速度分布計算結果から、微細組織の等ひずみおよび等応力モデルからの偏奇が、本材料の変形応力を凝固方向に平行な場合は下げ、垂直な場合は上げることを初めて定量的に示した。(3)X線回折実験結果から、溶融状態からの冷却過程で発生する複合材中のYAGの残留応力の平均値は、室温では凝固方向に平行および垂直な面で-220MPaおよび-160MPaであることを明らかにした。(4)次いで残留応力発生過程の有限要素法応力解析を行い、アルミナのクリープ温度以下で残留応力が集積されることを明らかにし、実験結果の再現に成功した。(5)YAGおよびアルミナ中の残留分布が均一ではなく両相の幾何学的関係によって位置により異なる不均一分布であることを、多数の幾何学的配置が異なるモデルを使って有限要素解析から明らかにした。

For the study of ultra-high temperature materials, the ultra-high temperature materials are used in the study of ultra-high temperature materials. in the study of ultra-high temperature materials, the ultra-high temperature materials are used in the study of ultra-high temperature materials. in the study of ultra-high temperature materials, the ultra-high temperature materials are used in the study of ultra-high temperature materials. in the study of ultra-high temperature materials, the mechanical properties of ultra-high temperature materials are studied by means of one-direction solidification and YAG composite materials, 1600-2000K high-temperature mechanical test, non-breaking test, non-breaking test, X-line return test, non-breaking test, and so on. The results show that there are significant differences in the results of X-ray analysis, residual force calculation, X-ray back-folding and X-ray analysis. The results show that the organization system uses the finite element method to analyze the basic data and then quantify the test results. The main results are as follows. The main results are as follows: (1) 1600-2000K "ultra-high temperature region", "high temperature", "low speed", "low temperature", "high temperature", "low speed", "low temperature", "high temperature", "low speed", "low temperature", "low (2) the results of the previous review were successful. The calculation results of speed distribution, micro-organization, etc., the results of the calculation of speed distribution, the results of the calculation of speed distribution, the results of the calculation of speed distribution, the results of the calculation of speed distribution, the results of the calculation of speed distribution, the results of the calculation of speed distribution, the results of the calculation of speed distribution, and so on. The solidification direction of this material "shape" force "parallel", "lower", "vertical"upper", "initial"quantitative"show". (3) the results of X-ray back-folding test results, melting state temperature cooling process, YAG residual force average, room temperature temperature and solidification direction parallel to the vertical plane-220MPa temperature-160MPa temperature. (4) the residual force is analyzed by the finite element method, and the residual force below the temperature is determined by the finite element method. (5) the distribution of residues in YAG is uniform, and the location is uneven. The configuration of most of them makes the analysis of finite elements clear.