VHTR応用に向けたC/C複合材料の特性評価; 試験条件の選定

Characterization on C/C composites for VHTR application; Test condition selection

柴田 大受 ; 牧田 太陽*; 高木 俊*; 國本 英治; 沢 和弘

Shibata, Taiju; Makita, Taiyo*; Takagi, Takashi*; Kunimoto, Eiji; Sawa, Kazuhiro

超高温ガス炉(VHTR)の制御棒の被覆管には、金属に代わり、より高温で使用できる炭素繊維強化炭素複合材料(C/C複合材料)が有望な材料である。2次元C/C複合材料(2D-C/C)は炭素繊維を積層させた構造であり、構造物としての応用には繊維方向と積層方向との異方性を考慮した評価が必要である。また、酸化により特性が低下するので、耐酸化特性の把握が重要である。原子力機構(JAEA)では、これら特性評価を進めており、新たに韓国原子力研究所(KAERI)との共同研究を開始した。試験対象の2D-C/Cは、日本の3社が製造する3銘柄であり、破壊靭性、強度(引張り, 曲げ, せん断)、熱伝導率、ヤング率について、酸化の影響を評価する予定である。原子力機構は破壊靭性試験を、KAERIは酸化試験及びその他の特性試験を実施する。破壊靭性の予備試験を実施した結果、試験片のジグとの接触面からの破壊を防止するため3点曲げより4点曲げ試験が有効であること、ノッチ部からのき裂と他の箇所の層間せん断の影響を分離する必要があることを明らかにした。

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