報告書番号

T95015

タイトル（和文）

Ｃｕ／Ｓｉ３Ｎ４傾斜機能材料の試作と静的強度評価

タイトル（英文）

FABRICATION AND STATIC STRENGTH EVALUATION OF CU/SI3N4 FUNCTIONALLY GRADIENT MATERIAL

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

熱電変換モジュールの信頼性確保のために，モジュール内での接合部に対してＣｕとＳｉ３Ｎ４の組成から構成されるＦＧＭ層を適用することを試み，その傾斜組成配分率について解析的検討を行ってきた。本報告では，粉末焼結によりＣｕ／Ｓｉ３Ｎ４ＦＧＭ材の試作を行い，試作したＦＧＭ材の組織観察，機械的特性，室温下での静的強度を把握，評価した。この結果，ホットプレスにより階段状組成分布を有するＦＧＭ材を試作し，健全な材料が作成できたことが確認された。また，各組成層の機械的特性，静的強度を把握した。得られた物性値を用いて有限要素解析を実施し，複合材の曲げ強さを破壊のクライテリオンとすることで，ＦＧＭ材の破壊応力と破壊位置を推定することが可能であった。

概要 （英文）

TO ENSURE THE RELIABILITY OF THE THERMOELECTRIC MODULE,WE APPLIED ON FGM LAYER COMPOSED OF CU AND SI3N4 TO THE BONDING PARTS IN THE MODULE AND DETERMINED THE FUNCTIONALLY-GRADED COMPOSITIONAL PROFILE USING NUMERICAL ANALYSIS. THIS REPORT,DESCRIBES HOW CU/SI3N4 FGM WAS FABRICATED USING A HOT PRESS,AND OBSERVATION OF MICROSTRUCTURE,MEASUREMENT OF MECHANICAL PROPERTIES AND EVALUATION OF STATIC STRENGTH AT ROOM TEMPERATURE. FGM WITH STEPWISE COMPOSITIONAL PROFILE COULD BE FABRICATED. THE MECHANICAL PROPERTIES AND STATIC STRENGTH OF THE COMPOSITE MATERIALS WITH THE COMPOSITION OF THE INTERLAYER WERE MEASURED,AND FEM ANALYSIS OF THE FGM WAS PERFORMED USING THE PROPERTIES OF THE MONOLITHIC COMPOSITE MATERIALS. IT WAS POSSIBLE TO PREDICT FRACTURE STRESS AND THE SITE OF FRACTURE INITIATION USING THE FRACTURE CRITERIA FOR MONOLITHIC COMPOSITE MATERIALS.

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