2002年度

Advanced SiC/SiC Ceramic Composites: Developments and Applications in Energy Systems (Ceramic Transactions Volume 144)

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A Finite-element analysis of the thermal diffudivity/conductivity of SiC/SiC composites
山田禮司 ; 井川直樹 ; 田口富嗣
Advanced SiC/SiC Ceramic Composites: Developments and Applications in Energy Systems (Ceramic Transactions Volume 144), p.289-299(2002) ; (JAERI-J 19812)

　SiC/SiC複合材料の熱拡散率測定の計算機シミレーションを有限要素法で行った．SiC繊維とマトリックスの熱伝導率及びSiC繊維の体積率をパラメータに，複合材料の熱拡散率の計算を200℃と900℃のケースで行った．その結果，一般のSiC繊維では繊維体積の増加とともにSiC/SiC複合材料の熱拡散率は減少するが，結晶性に優れかつ結晶粒の大きなSiC繊維の場合には減少することは無く，むしろマトリックスの熱伝導率が比較的小さい場合，SiC繊維の増加とともにより大きな値を示した．これらの傾向は，絶対値を別にすれば，200℃及び900℃において共通に見られた．

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Optimizing the fabrication process for excellent mechanical properties in stoichiometric SiC fiber / FCVI SiC matrix composites
田口富嗣 ; 井川直樹 ; 實川資朗 ; 野澤貴史* ; 加藤雄大* ; 香山晃* ; Snead, L. L.* ; McLaughlin, J. C.*
Advanced SiC/SiC Ceramic Composites: Developments and Applications in Energy Systems (Ceramic Transactions Volume 144), p.69-76(2002) ; (JAERI-J 19811)

　低放射性や高温特性に優れた原子力材料であるSiC/SiC複合材料に関して，機械特性のさらなる改善のためには，気孔率の可能な限りの低減化かつ空孔や界面層の均一化が重要な要素となる．本研究では，最も低放射化が期待できる複合材作製法である強制熱傾斜化学蒸気浸透(FCVI)法の製造条件の最適化に着目し，本材料の機械特性向上に必要な上記要素の改善について検討した．気孔率は，SiC繊維含有率の増加によって減少すること，空孔や界面層分布は，原料ガス等の流量の最適化によって均一化できること等を明らかにした．また，界面層の均一化のためにはプロセスにおける材料反転処理が特に有効であった．なお，本最適化によって，これまでFCVI法では得られなかった15%以下の低気孔率が達成できた．また，界面層としてカーボンを選択した場合では，厚み誤差が±10nm以内の均一な界面層を作製でき，平均界面層厚みが75〜300nmの時に優れた機械特性を有することが明らかとなった．