Tensile and interfacial properties of unidirectional advanced SiC/SiC minicomposites

一方向強化された先進SiC/SiCモデル複合材料の引張及び界面強度特性

小沢 和巳; 野澤 貴史; 谷川 博康; 加藤 雄大*; Snead, L. L.*

Ozawa, Kazumi; Nozawa, Takashi; Tanigawa, Hiroyasu; Kato, Yutai*; Snead, L. L.*

SiC/SiC複合材料は核融合ブランケット機能材料として研究開発が進められている。より損傷が許容される複合材料の創製のためには、照射前後での繊維/界面特性が系統的に理解される必要がある。この目的のためにはモデルコンポジット(ミニコンポジット)を用いたアプローチが適している。除負荷-再負荷サイクル引張試験とその後のヒステリシスループ解析や単繊維押し抜き試験を用いて、高結晶性かつ近化学量論組成のSiC繊維を用いた非照射SiC/SiC複合材料の引張・界面強度特性に及ぼす繊維の違いと界面厚さに及ぼす影響を調べた。その結果、(1)繊維表面粗さが界面摩擦応力、並びに応力ひずみ曲線やヒステリシスループ幅に代表される引張特性に顕著な影響を与えること、(2)界面層厚さも界面・引張強度特性に強い影響を及ぼすことが判明した。

A silicon carbide (SiC) matrix composite is a promising candidate for nuclear fusion energy applications. Unloading-reloading cyclic tensile tests were conducted to estimate interfacial properties for unidirectional SiC/SiC minicomposites reinforced by Hi-Nicalon Type-S (HNLS) or Tyranno-SA3 SiC fibers via CVI process were conducted. The interfacial properties were also evaluated by fiber push-out test. According to these results, it is implied that both fiber surface roughness and interfacial layter thickness can impact the tensile and interfacial properties.