報告書番号

T88081

タイトル（和文）

炭化ケイ素セラミックスの超高温における静的および動的軸荷重下での破壊強度特性の評価

タイトル（英文）

EVALUATION OF FRACTURE STRENGTH PROPERTIES OF SILICON CARBIDO CERAMICS UNDER CYCLIC/STATIC AXIAL LOADING AT ULTRA-HIGH TEMPERATURE

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

硬く脆いセラミックス材料の破壊強度評価に用いる材料試験は金属材料に比べ非常に困難であり，材料試験として最も基本的な単調軸引張試験についても報告例は少ない。本研究では，高い軸心精度が要求されるため最も困難と考えられていた引張圧縮軸荷重動的疲労試験を１３００°Ｃ超高温下で実施可能な２台の試験装置を開発し，石炭ガス化複合発電用ガスタービンの要素材料として有望視されている常圧焼結炭化ケイ素セラミックスの１３００°Ｃ超高温下での静的および動的軸荷重試験を実施した。また，試験結果に基づき統計的，破壊力学的観点から破壊強度特性の解明を試みたが，従来軽視されてきた疲労強度に対する動的影響が炭化ケイ素セラミックスに対して初めて観察されるなど，評価手法の開発に際し留意すべき現象をいくつか見いだした。

概要 （英文）

BECAUSE THEY HAVE EXCELLENT HIGH-TEMPERATURESTRENGTH AND CORROSION RESISTANCE,SILICON-CARBIDE AND SILICON-NITRIDE CERAMICS MATERIALS ARE EXPECTED TO BE APPLIED TO ULTRA-HIGH TEMPERATURESTRUCTURES SUCH AS GAS-TURBINE COMPONENTS. BECAUSE CERAMICS ARE BRITTLE,HOWEVER,FRACTURE EVALUATION TESTS ARE MUCH MORE DIFFICULT TO PERFORM THAN THEY ARE FOR METAL MATERIALS. FEW REPORTS PRESENT STRENGTH EVALUATIONS BASED ON AXIAL LOADING TESTS OR ON BASIC TENSILE TESTS. CRIEPI DEVELOPED TWO TYPES OF TESTING MACHINE FOR PERFORMING DIFFICULT AXIAL LOADING TESTS-INCLUDING TENSION-COMPRESSION CYCLIC LOADING TESTS-AT THE ULTRA-HIGH TEMPERATURE OF 1300 C. VARIOUS AXIAL LOAD WAVE TESTS WERE ALSO PERFORMED. TEST RESULTS REVEALED INTERESTING STATISTICAL PROPERTIES THAT CANNOT BE EXPLAINED BY SIMPLIFIED LINEAR FRACTURE MECHANICS OR BY WEIBULL S THEORY OF STATISTICS.

報告者

キーワード