ジルコニア(3Y-TZP)の熱拡散率; 02M-73Aキャプセル照射試験

Thermal diffusivity of zirconia-ceramic materials (3Y-TZP); Interim report on irradiation examinations: 02M-73A

馬場 信一; 柴田 大受 ; 石原 正博 ; 沢 和弘

Baba, Shinichi; Shibata, Taiju; Ishihara, Masahiro; Sawa, Kazuhiro

本報告書は原子力分野への応用を目指した超塑性材料としてのジルコニア(3Y-TZP)の熱特性(比熱,熱伝導率,熱膨張率など)について、その照射効果を調べるための中性子照射試験の概要及び同材料の熱拡散率測定結果を述べるとともに、熱遮蔽被覆材料(Thermal Barrier Coating)やイナートマトリックス燃料(Inert Matrix Fuel)分野に適用されている3Y-TZP関連材料の熱物性についても概略した。熱拡散率の測定はレーザーフラッシュ法(L/F法: Laser Flash Method)により行った。得られた測定データの解析法はJISの規定では3手法が採用されている。すなわち、ハーフタイム法(t1/2),対数法及び回帰分析法である。これら3手法の原理・利害得失について述べるとともに、3手法を使用して参照材料の等方性黒鉛及び3Y-TZPの熱拡散率を求め、熱損失補正について検討した。また、両材料の熱特性(比熱,熱拡散率,熱伝導率)についても比較検討した。その結果、ハーフタイム法による解析では高温測定データの熱損失補正は必須であることが明らかとなった。

This paper describes the outline of the neutron irradiation test on the thermal properties of zirconia material(3Y-TZP). The measured data of thermal diffusivity for the 3Y-TZP and the outlines of the thermal properties for zirconia-based materials applied to the Thermal Barrier Coating(TBC)/Inert Matrx Fuel(IMF) are also described in this report. The thermal diffusivity is measured by the laser flash method (L/F method). The analyses of the data are adopted with the 3-techniques regulated on Japan Industrial Standard (JIS). Namely, it is (1) the half-time method, (2) logarithmic and (3) regression analysis. The measurements of thermal diffusivity for the both materials isotropic graphite as reference materials and 3Y-TZP are carried out, and discussed to the heat loss. It is necessary to the correction of heat loss in the half-time method for measured at high temperature, and also especially need to the low-thermal diffusivity such as 3Y-TZP.