Evaluation on failure resistance to develop design basis for quasi-ductile silicon carbide composites for fusion application

核融合用擬延性SiC/SiC複合材料の設計基準策定のための破壊抵抗評価

野澤 貴史; 檜木 達也*; 香山 晃*; 谷川 博康

Nozawa, Takashi; Hinoki, Tatsuya*; Koyama, Akira*; Tanigawa, Hiroyasu

SiC/SiC複合材料は将来の高熱効率を志向した核融合炉先進オプションの有力候補材料として期待されている。本論文は、SiC/SiC複合材料の構造部材への実用化を目的とし、擬延性を特徴とするSiC/SiC複合材料の設計基準の開発にかかわる検討の進捗状況に関して報告するものである。具体的には、次世代耐照射性SiC/SiC複合材料の1つであるナノインフィルトレーション遷移共晶相焼結(NITE)法で作製されたSiC/SiC複合材料の破損挙動(例えばマトリックスクラック挙動)を評価した。試験片サイズによらないNITE-SiC/SiC複合材料のノッチ鈍感性を特定した結果、破損評価におけるクライテリオンとして応力クライテリオンが有力との結論を得た。

Silicon carbide composites (SiC/SiC) are promising candidate materials for fusion reactors with advanced features such as high thermal efficiency. This paper will provide a present status in development of design basis for quasi-ductile SiC/SiC as a structural application. For that purpose, failure behavior, i.e., matrix cracking behavior, of a new class of radiation-resistant SiC/SiC, e.g., a nano-infiltration transient-eutectic phase (NITE) SiC/SiC, was evaluated. With a fact of the notch-insensitivity and very minor size effect on the failure behavior, a stress criterion is suggested in failure of NITE-SiC/SiC.