Tensile, compressive and in-plane/inter-laminar shear failure behavior of CVI- and NITE-SiC/SiC composites

CVI-及びNITE-SiC/SiC複合材料の引張,圧縮及び面内/層間剪断破損挙動

野澤 貴史; Choi, Y.-B.*; 檜木 達也*; 岸本 弘立*; 香山 晃*; 谷川 博康

Nozawa, Takashi; Choi, Y.-B.*; Hinoki, Tatsuya*; Kishimoto, Hirotatsu*; Koyama, Akira*; Tanigawa, Hiroyasu

SiC/SiC複合材料は、その優れた耐照射特性や耐熱材料としての資質から、先進核分裂炉又は核融合炉の候補材の一つに挙げられる。さまざまな織物構造に起因する潜在的な異方性のため、多様な破壊モードにおける亀裂進展挙動を特定することは重要である。本研究は、主軸/非主軸の引張/圧縮モード,Iosipescu法による面内剪断モード,ダブルノッチ剪断法による層間剪断モード,径圧縮試験法による層間剥離モードについて亀裂進展挙動を明らかにする。初期検討により強度異方性マップを明らかにしたところ、本材料は複合破壊モードで破壊が進行することが示唆された。特に、面内剪断及び層間剪断モードが試験結果に大きく影響していることが明らかとなった。

A SiC/SiC composite is one of attractive candidates for fission and nuclear fusion due to the proven irradiation tolerance coupled with the excellent baseline properties as refractory ceramics. Considering the inherent anisotropy of composites due to the variety of fabric architecture, it is required to identify the crack propagation behavior of SiC/SiC composites by various failure modes. This study aims to evaluate crack propagation behavior by the axial and off-axial tensile/compressive tests, Iosipescu test for in-plane shear, double-notch-shear test for inter-laminar shear and diametral compression test for inter-laminar detachment. Preliminary test results identified strength anisotropy maps, implying that the composites failed by the mixed modes. Specifically, it was found that the in-plane/inter-laminar shear modes had significant impacts on the results.