き裂治癒能力を有するSi{sub}3N{sub}4-SiC複合材の高温酸化挙動

摘要

Si{sub}3N{sub}4系セラミックスは高温強度に優れた材料であり，セラミックガスタービンや燃料電池などのエネルギー機器部材として応用が進められている。 要求される性能はエネルギー効率から一段と厳しくなってきており，使用環境も高温高圧下での雰囲気が多い。しかしながら，セラミックスは靭性が低いために欠陥に対する感受性が高く，加工時や使用中にき裂が生じた場合には信頼性が大幅に低下する可能性がある。 Si{sub}3N{sub}4にSiCを添加した複合セラミックネはき裂治癒挙動を示すセラミックスの1つであることが知られており，このき裂治癒能力を利用してセラミックスの信頼性を大幅に向上させることができる。 一方，Si{sub}3N{sub}4系セラミックスでは1000℃近傍における異常酸化も報告されており，き裂治癒能力を有する材料の高温での耐酸化性は重要な問題である。 しかし，き裂治癒能力を示すセラミックスの酸化挙動については報告例がない。そこで，き裂治癒能力を有するSi{sub}3N{sub}4-SiC複合セラミックスを大気中で酸化し，き裂治癒条件が高温での酸化挙動に与える影響について調査した。