Welding of C-C composite materials with the use of B4C

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本研究の目的は、新たな耐熱性構造材料として期待されている炭素繊維―炭素複合材料（C-Cコンポジット）などの純グラファイト材料に対して、炭化ホウ素（B4C）を融剤とした溶接加工の技術を確立することにある。これまでの研究において、純グラファイトと炭化ホウ素は共融点を有し、炭化ホウ素を半田材料とした接合が可能であることを見出している。本年度は、純グラファイトの溶接時の条件の詳細化と形成される組織の関係を調査した。グラファイトと炭化ホウ素の接触界面近傍では極めて微細な組織が形成されているが、ここに添加元素を導入することにより接合強度の向上が得られることが明らかになった。しかしながら、溶接条件（温度や時間）に依存して溶接部にグラファイトの大きな粒界が発生する場合があり、この粒界を微細化させるような添加元素の導入が必要であることが明らかになった。これまでは焼結グラファイトを母材として接合強度の数値化を図り、いくつかの合金組成において母材と同程度の引張強度が得られることを明らかにした。また、引張試験の治具と試料の拘束部に特殊な処理を施すことで、測定値の精度・確度を向上させ、脆性材料である焼結グラファイトの強度試験を的確に行うことができるようになった。これと並行して、繊維強化型グラファイト（C-Cコンポジット）の溶接前の試料の作成を試み、焼結グラファイトと同じ形状の引張試験片を得ることができた。