デジタル画像相関法を用いた核融合炉用SiC/SiC複合材料の層間剥離挙動評価

Evaluation of inter-laminar shear behavior of fusion-grade SiC/SiC composites by the digital image correlation method

野澤 貴史; 中田 隼矢; 小沢 和巳; 谷川 博康

Nozawa, Takashi; Nakata, Toshiya; Ozawa, Kazumi; Tanigawa, Hiroyasu

SiC/SiC複合材料は核融合炉用先進ブランケットの有力な候補材料である。核融合環境下では、プラズマからの熱・中性子負荷のため、材料内に過度な熱勾配が生じ、熱膨張やスウェリングの違いに起因して残留ひずみが発生する。その際、複合材料固有の織物構造に起因した異方性のため、試験モードの中でも特に脆弱な層間剥離挙動の理解は構造安定性を議論するうえで極めて重要な課題となる。本研究は、層間剥離挙動の解明を主目標に、くさび型試験片を用いた圧縮負荷による層間剥離試験を行った。特に、瞬時的な破壊の過程を高速度ビデオカメラで観察すると同時に、デジタル画像相関法を併用することで材料表面の局所ひずみ分布の微視き裂の蓄積に伴う変化を可視化する手法について検討を行った。本講演では、層間剥離メカニズムの詳細について明らかにすると同時に、引張や径圧縮試験などの従来試験法で得られた知見との違いについても議論する。

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