ムライト/SiCウイスカー複合セラミックスの応力下でのき裂治癒挙動, 強度および破壊じん性値

摘要

き裂治癒能力，破壊じん性値および強度が優れたムライトを開発する目的で，SiCウイスカーを15mass％添加したムライトを焼結し，そのき裂治癒挙動，き裂材の強度特性と破壊じん性値，き裂治癒材の高温強度特性および1473Kの応力下でのき裂治癒挙動を評価した。その結果，次のような結論が得られた。 （1）ムライト（w）のK_(IC)は4.0MPa·m~(1/2)，ムライト(p)のK_(IC)は2.5MPa·m~(1/2)であり，ムライトにSiCウイスカーを15mass％添加することにより，ムライト単体やムライト（p）材に比べて破壊じん性値を約60％向上させることができた。 （2）ムライト（w）とムライト(p)は，共に優れたき裂治癒能力を有していた。 しかし，2c≒100 μmなるき裂を治癒可能な温度の面では，ムライト（p）の方がやや優れていた。 （3）き裂治癒処理を施したムライト（w）母不かま，1573Kまで極めて優れた高温強度を有していた。 しかし，き裂治癒材の強度は，き裂治癒処理を施した母材のそれに比べて150～200MPa低い値を示していた。 今後，き裂治癒部の強度をより向上させることが重要である。 （4）ムライト（w)材は優れたき裂治癒能力を発現し，1473Kの応力下でき裂を治癒できた。 一定応力下あるいは繰返し応力下の何れでもき裂を治癒可能な限界応力拡大係数（K_(HS~C)は，（K_(HS~C)＝2.1MPa·m~(1/2)である。