報告書番号

T91034

タイトル（和文）

セラミックスの耐熱衝撃特性の試験・評価技術（水中急冷法による熱衝撃試験・評価法）

タイトル（英文）

TEST AND ESTIMATION OF THERMAL SHOCK RESISTANCE OF CERAMICS (TESTING AND ESTIMATION OF THERMAL SHOCK QUENCHING IN WATER)

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

セラミックスの熱衝撃試験では，水等の低沸点冷却媒体が一般に用いられる。しかし，これらの媒体は，供試片の冷却過程で沸騰し，この時の沸騰熱伝達率は表面温度により大きく変化する。また，熱伝達率は，媒体のサブクール度，供試片の落下速度に依存する。本報は，水およびシリコンオイルの過渡沸騰熱伝達率を急冷実験により求め，セラミックスが水中で急冷される時の平均沸騰熱伝達率および熱応力の時間変化等を数値解析により求めた。また，セラミックスの強度特性および熱衝撃後の残存強度の理論解析から，熱衝撃時のき裂発生確率を推定し，水中急冷による熱衝撃実験により検証した。

概要 （英文）

LOW-BOILING-POINT QUENCHING MEDIA SUCH AS WATER OR OIL ARE GENERALLY USED IN THERMAL SHOCK TESTS. HOWEVER,THESE MEDIA BOIL DURING COOLING OF THE SPECIMEN. THEREFORE,THE BOILING HEAT TRANSFER COEFFICIENTS VARY ACCORDING TO THE SURFACE TEMPERATURE OF THE SPECIMEN AS WELL AS ACCORDING TO THE MEDIUM SUBCOOLED TEMPERATURE AND THE SPECIMEN FALLING SPEED. THIS RESEARCH OBTAINED TRANSIENT BOILING CURVES FOR WATER AND SILICON OIL BY EXPERIMENT. USING THESE CURVES,THE THERMALSTRESS AT QUENCHING IN WATER IS ANALYSED NUMERICALLY BY THE FINITE-ELEMENT METHOD. FURTHERMORE,THE RETAINED STRENGTH AFTER THERMAL SHOCK IS ANALYSED THEORERICALLY AND THE PROBABILITY OF CRACKING IN CERAMICS IS PREDICTED. THE ANALYTICAL RESULTS ARE IN GOOD AGREEMENT WITH THE RESULTS OF THE THERMAL SHOCK TESTS.

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