ショットピーニングと自己き裂治癒を応用したセラミックスの高強度化

通过喷丸和自裂纹愈合提高陶瓷的强度

• 批准号: 18760077
• 负责人: 高橋 宏治
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18760077/
• 关键词: セラミックス; 自己き裂治癒; ショットピーニング; 高強度化; 圧縮残留応力; 接触強度

本研究の目的は,ショットピーニング(以下SP)とき裂治癒の併用によりセラミックス部材表面の高強度化手法を提案することである.使用中の異物衝突等によってセラミックス部材の表面に生じるき裂の発生を抑制するとともに,たとえ使用中にき裂が発生したとしても,セラミックス自己き裂治癒能力を活用することでそのき裂を治癒し信頼性を向上させる.本年度は供試材として優れた自己き裂治癒能力を持つ窒化ケイ素/炭化ケイ素複合材を用いた.昨年度見出した最適なSPを施した後,表面性状,残留応力分布,破壊靱性値,曲げ強度,接触強度および応力下のき裂治癒特性を評価した.得られた主な成果は以下のとおりである.1. SPを施すことにより,試験片表面に1000MPa程度の大きな圧縮残留応力を導入することに成功した.圧縮残留応力は熱処理により減少したが,熱処理温度が1100℃以下の場合には,その3割以上が残留した.2. SP後の試験片の破壊靱性値をIF法により評価した.その結果,SPにより破壊靱性値を最大で150%程度向上できることが明らかとなった.破壊靭性値は圧縮残留応力と良い相関があることを見出した.3. SP材の接触強度特性の評価として球圧子圧入試験を実施した.その結果,SPにより,供試材の接触強度特性が大幅に向上することが明らかとなった.4. SPと自己き裂治癒を併用したセラミックスの高強度化の手法として,応力下のき裂治癒を提案した.SP処理により,1100℃,大気中でき裂治癒が可能な限界応力を大幅に向上させた.

は の purpose, this study シ ョ ッ ト ピ ー ニ ン グ (SP) と き crack healing の and に よ り セ ラ ミ ッ ク ス department of material surface の high strength technique proposed を す る こ と で あ る. の eyewinker conflicts in using に よ っ て セ ラ ミ ッ ク ス material department is の surface に raw じ る き crack の 発 raw を inhibit す る と と も に, た と え use に き crack が 発 raw し た と し て も, セ ラ ミ ッ ク ス himself き crack healing power を use す る こ と で そ の き crack を cure し letter 頼 sex を さ upward せ る. This year, the <s:1> test materials と て て have excellent れた self-cracking healing ability を, and the <s:1> nitrized ケ aldehyde/carbonized ケ aldehyde composite materials を use と た. Last year saw a し た optimum な SP を shi し た, surface properties, residual 応 force distribution, broken 壊 靱 nt, げ strength, contact strength お よ び 応 force under の き crack healing properties を review 価 し た. To ら れ た main な results under は の と お り で あ る. 1. SP を shi す こ と に よ り, test piece surface に 1000 mpa degree の き な 圧 shrinkage residual force 応 を import す る こ と に successful し た. 圧 は thermal shrinkage residual 応 force 処 Richard に よ り reduce し た が, hot 処 Richard が temperature below 1100 ℃ の occasions に は, そ の above 3 cut が residual し た. 2. の after SP test piece の broken 壊 靱 numerical を IF method に よ り review 価 し た. そ の results, SP に よ り broken 壊 靱 numerical を で biggest 150% level up で き る こ と が Ming ら か と な っ た. Broken 壊 靭 sex numerical は 圧 shrinkage residual force 応 と good い phase masato が あ る こ と を shows し た. 3. の SP material contact strength characteristics の review 価 と し て 圧 son 圧 ball into the test を be applied し た. そ の results, SP に よ り, selected material の contact strength characteristics が に sharply upward す る こ と が Ming ら か と な っ た. 4. SP と himself き crack healing を and し た セ ラ ミ ッ ク ス の high strength の gimmick と し て, 応 force under の き crack healing を proposal し た. SP 処 Richard に よ り, 1100 ℃, large 気 で き crack may cure が な limit 応 force を に sharply upward さ せ た.

项目成果

Si_3N_4/SiC複合セラミックスのき裂治癒挙動に及ぼす負荷応力の影響

外加应力对Si_3N_4/SiC复合陶瓷裂纹愈合行为的影响

• 发表时间: 2006
• 期刊: 第14回機械材料・材料加工技術講演会 (M＆P 2006) 講演論文集
• 作者: 高橋宏治;K. Takahashi;高橋宏治 他3名
• 通讯作者: 高橋宏治 他3名

その場観察による窒化ケイ素/炭化ケイ素複合材の応力下における自己き裂治癒挙動の解明

通过原位观察阐明应力下氮化硅/碳化硅复合材料的自裂纹愈合行为

• 发表时间: 2007
• 作者: 高橋宏治;K. Takahashi;高橋宏治 他3名;高橋宏治
• 通讯作者: 高橋宏治

自己き裂治癒能力を持つセラミックス

具有自裂愈合能力的陶瓷

• 发表时间: 2007
• 期刊: 高翔(自動車技術会関東支部報) 48
• 作者: 高橋宏治