β-アルミナ焼結体の高温破壊エネルギー
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概要
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ホットプレスで作ったNa-β-アルミナ焼結体の有効破壊エネルギー (γeff) をWork of Fracture法で測定した. 測定は60°, 90°, 120°のシェブロンノッチを入れた試料について, 室温から1300℃までの温度範囲にわたって3点曲げ方式で行った. 室温から1000℃までの温度範囲では試料はほとんど不安定破壊をし, 破面は粒内破壊を示した. 1000℃以上になると準安定破壊ないしは安定破壊がみられるようになった. この場合, 準安定破壊では粒内破壊から粒界破壊への遷移がみられ, 安定破壊ではすべて粒界破壊であった. 安定破壊をした試料については荷重-時間曲線を使ってγeffを求めた. このような安定破壊を得るために従来はノッチ角を広くすることが試みられてきたが, 本実験結果では120°のノッチの試料についても60°のノッチの試料と同様に準安定破壊した場合が多かった. しかし準安定破壊の場合でも試料破面の顕微鏡観察から安定破壊面積を見積もることができたので, この面積とそれに対応する荷重-時間曲線からγeffを求めた. β-アルミナ焼結体のγeffの値は1000℃で約20J/m2から1300℃で40J/m2へと増大した. 昇温に伴うγeffの増大は多分き裂先端の熱的な鈍化作用によるものであろうと考えた. 一方安定破壊をした試料の荷重-時間曲線のコンプライアンス解析から, 応力拡大係数 (KI) とその時のき裂進展速度 (v) の算出を試み, 測定条件をうまく制御すれば, Work of Fracture法がセラミックス材料の応力腐食の問題を考えるうえで有力な手段となり得ることを提案した.
- 1981-10-01
著者
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