Effects of neutron irradiation on some superplastic characteristics of tetragonal zirconia polycrystals containing 3 mol% yttria

3モル%イットリアを含有する正方晶ジルコニア多結晶体の幾つかの超塑性特性への中性子照射の影響

柴田 大受 ; 石原 正博 ; 本橋 嘉信*; 伊藤 勉*; 馬場 信一; 菊池 誠*

Shibata, Taiju; Ishihara, Masahiro; Motohashi, Yoshinobu*; Ito, Tsutomu*; Baba, Shinichi; Kikuchi, Makoto*

3mol%のイットリアを含有する正方晶ジルコニア多結晶体(3Y-TZP)に1.610J以上のエネルギーの高速中性子を2.510(軽照射)及び4.310(重照射)mまで照射した。照射による3Y-TZPの有意な体積膨張は無かった。照射後の試験片の超塑性特性を1623から1773Kの温度範囲で、5.010から1.6710sの初期ひずみ速度での引張試験により調べた。その結果、照射後の試験片の破断伸びは、非照射の試験片と比較して極めて小さいことがわかった。また、照射後の試験片は、781(軽照射)と693(重照射)kJ・molという極めて大きい超塑性変形の活性化エネルギーを示した。中性子照射による3Y-TZP中のはじき出し損傷がこれらの主要な原因の一つと考えられる。

Fast neutrons (energy 1.610 J) were irradiated to tetragonal zirconia polycrystals containing 3 mol% yttria (3Y-TZP) at the fluence levels of 2.510 (Light irradiation) and 4.310 (Heavy irradiation) m. The irradiation caused no significant swelling in the 3Y-TZP specimens. After the neutron irradiation, superplastic characteristics were examined by tensile tests at a temperature range from 1623 to 1773 K with initial strain rates ranging from 5.010 to 1.6710s. It was found that the elongation to fracture of the irradiated specimens was quite small in comparison with the unirradiated ones. The apparent activation energy for the superplastic flow of the irradiated 3Y-TZP was fairly high, i.e., 781 and 693 kJ・mol for Light and Heavy irradiations, respectively. Atomic displacement damages and defects in the 3Y-TZP caused by the irradiation were thought to be main causes of these property changes.