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野澤 貴史; 小沢 和巳; 朝倉 勇貴*; 香山 晃*; 谷川 博康
Journal of Nuclear Materials, 455(1-3), p.549 - 553, 2014/12
被引用回数：15 パーセンタイル：74.71(Materials Science, Multidisciplinary)SiC/SiC複合材料は核融合DEMO炉の有力な候補材である。本論文は、アコースティックエミッション(AE)測定,電気抵抗(ER)測定,デジタル画像相関(DIC)法等の様々な手法により複合材料の損傷許容性,強度異方性を明らかにすることを目的とした。AEの結果より、2D複合材において、引張及び圧縮試験ともに比例限度応力(PLS)以前より損傷の蓄積が開始することが明らかとなった。波形データの予備検討結果から、AE検出強度は微視的なき裂発生に起因し、強い界面摩擦力からき裂発生後も応力-ひずみ曲線において線形的な振る舞いをしていたことが示唆された。繊維のすべりがPLS近傍で開始し、結果として非線形挙動を示すと考えられる。一方で、ノッチ試験片を用いた予備的な引張試験より、いずれの負荷方位においても複合材料は原則としてノッチ鈍感であることが示唆された。詳細な破損メカニズムについて、ER, DIC試験の結果と併せて、議論する予定である。
野澤 貴史; 朝倉 勇貴*; 香山 晃*; 谷川 博康
no journal, ,
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。特に優れた強度を有する長繊維で強化した構造のため、見かけ上の延性(擬延性)を破壊の特徴とし、従来の脆性セラミックスとは大きく異なる利点を有する。これまでのアコースティックエミッション法を用いた研究では、負荷方位によって異なる主破壊モードに起因した擬延性過程における破損蓄積挙動の差異が明らかになりつつある。本研究は、SiC/SiC複合材料の損傷蓄積過程の詳細を理解するため、デジタル画像相関法により局所ひずみ分布の微視き裂の蓄積に伴う変化を可視化し、具体的な破損メカニズムついて検討を行った。本講演では、特に、負荷方位の違いに見られる破壊モードの違いに起因する引張破壊メカニズムを明らかにすることで、複合材料の強度異方性を整理する。
俣野 実*; 岸本 弘立*; 朝倉 勇貴*; 福本 正勝; 久保 博孝
no journal, ,
タングステンは核融合炉のプラズマ対向材料として有望であり、JT-60SAでも将来的にプラズマ対向材料を炭素からタングステンへ変更する計画が検討されている。しかし、タングステンのブロック材は重いためJT-60SAの構造上使用できない。タングステンを使用する一つの方法として、炭素表面へのタングステンの接合が考えられる。本研究では、グラファイトと炭素繊維複合材料へのタングステンの接合方法を検討した。タングステンと炭素の板材を密着させ、アルゴンガス雰囲気下で1900
Cに加熱し、20MPaの圧力を最大10時間にわたって印加したが、両者は接合しなかった。しかし、炭化珪素シートを間に挿入すると、同条件下において、1時間で接合した。接合界面の組成分析により、タングステンには炭素と珪素が拡散しており、炭素基材には珪素が拡散していることがわかった。このような拡散によってタングステンと炭素が接合された可能性がある。
岸本 弘立*; 俣野 実*; 朝倉 勇貴*; 福本 正勝; 久保 博孝
no journal, ,
Tungsten is one of the candidates for a plasma-facing material in a future fusion device. In the future of JT-60SA, plasma-facing components of carbon are planned to be replaced to those of tungsten. However, tungsten blocks are too heavy for the structure of JT-60SA. Joining of thin tungsten plates to carbon substrates is an alternative candidate. In this study, a tungsten plate has successfully been joined to graphite and carbon fiber composites (CFC) by a sinter bonding method with a thin silicon carbide (SiC) sheet under argon gas atmosphere with a pressure and temperature of 20 MPa and 1900 C, respectively. Composition analysis of the interface indicated that silicon diffuses into the tungsten plate and carbon substrate and carbon diffuses into the tungsten plate. The SiC sheet disappeared after the joining. These results indicate that the SiC sheet plays an important role for joining of the tungsten and carbon plates.
俣野 実*; 岸本 弘立*; 朝倉 勇貴*; 福本 正勝
no journal, ,
タングステンは核融合炉におけるプラズマ対向壁の候補材料の一つである。JT-60SAの初期の対向壁は炭素であるが、高ベータプラズマとタングステン壁との両立性を調べるため、タングステンに変更する計画が検討されている。JT-60SAでタングステンを使用する一つの手法として、炭素材料表面へのタングステン板材の接合が考えられる。これまでに、接合面に炭化ケイ素のシートを挟んだ冶金的焼結接合手法を開発した。本研究では、接合界面の微細組織を観察した。走査電子顕微鏡と電子線マイクロアナライザで界面の断面を観察し、タングステンと炭素の両方にケイ素の存在を確認した。これはシート中のケイ素が拡散したためと考えられ、ケイ素の拡散がタングステンと炭素が接合した原因の一つと考えられる。さらに、透過電子顕微鏡によりケイ素が拡散したタングステン部の電子回折像を観察した結果、ケイ素とタングステンの化合物が形成されていることがわかった。
