SiC/SiC複合材料の高温強度異方性マップ

High-temperature strength anisotropy map of SiC/SiC composites

野澤 貴史; Park, J.-S.*; 中里 直史*; 小沢 和巳; 谷川 博康

Nozawa, Takashi; Park, J.-S.*; Nakazato, Naofumi*; Ozawa, Kazumi; Tanigawa, Hiroyasu

SiCは元来備え持つ優れたエンジニアセラミックスとしての資質に加え、優れた低放射化・耐照射特性等から原子力材料として期待される。一般的には、SiC単体の脆弱性のため、繊維強化した複合材料としての利用検討が進む。数あるパラメータ試験の中でも、特に使用温度として想定される1000C程度までの強度安定性の実証は最も根幹を成すものである。その際、繊維を織り込んだ構造である複合材料は、固有の異方性が不可避であり、その理解が重要である。同時に、限られたデータから多様な負荷形態における強度予測を可能とするモデル構築が、コンポーネント設計を進める上で必要不可欠である。本研究は、高温での引張、圧縮、剪断モード試験を行い、その破壊挙動の特徴を整理し、予測モデル検討を踏まえて、高温強度異方性マップを得ることを主目的とした。

Silicon carbide is a candidate nuclear materials because of low-activation and superior irradiation resistance as well as perceived various characteristics inherently featured as prominent engineering ceramics and a continuous fiber reinforced composite has generally been developed due to brittleness of SiC itself. Of many material parameters for design, validation of high temperature durability at approximately 1000C is essential. Understanding of anisotropy of woven composite strength is also very important. Besides, developing comprehensive model to predict composite strength by various modes with a limited data set. This study aims to summarize the features of fracture behavior by tensile, compressive and shear at elevated temperatures. With consideration of the prediction model, we finally obtain the high temperature strength anisotropy map.