【研究分野】構造・機能材料

【研究領域課題番号】08455317 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

セラミックス / 複合材料 / 積層材料 / 信頼性 / 破壊靭性 / R-カーブ

【研究成果の概要】

セラミックスは、高温強度、耐腐食性を有する優れた材料であるが、その本質的な脆性・低靭性がその応用にあたっては問題となっている。本研究では、積層化という手法を用いることにより、その破壊靭性を改善し、構造材料として実用化に耐えうる材料の開発を目指している。
セラミックス/セラミックス及びセラミックス/ガラス系の積層材料を作製し、その力学的特性を測定するとともに、その際の微視破壊過程の解明を行った。その結果、層厚および界面強度を最適化することにより、靭性の改善が可能であることが示された。
しかし、より大きな破壊靭性値を得る点において、脆性材料同士の組み合わせには限界があることが同時に示されたので、本年度はセラミックス/金属系のセラミックス材料の開発および力学的特性の解明について研究を行った。
用いた材料は、アルミナおよびアルミニウムからなる材料である。まずアルミナ粉末をボールミルにより混合しスラリーを得、さらにテープキャスティング法により、アルミナシートを作製した。そのアルミナシートをアルミニウム箔と交互に積層し、真空拡散法によりアルミナ/アルミニウム積層材料を作製した。
その材料のき裂進展抵抗曲線を求めると、アルミナ単体に比べて5倍以上の値となった。また、その際のRカーブ曲線を、アルミニウムの応力ひずみ曲線を用いて、理論的に予測することが可能となった。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1996 - 1998

【配分額】6,800千円 (直接経費: 6,800千円)