炭化ケイ素セラミックスの靱性を向上させる方法

炭化ケイ素セラミックスの靭性を高め、密度を向上させる研究は、私たちの継続的な研究です。炭化ケイ素セラミックスの靭性を高める主な方法は、繊維/ウィスカー強化、第二相粒子強化の増加、セラミックの内部微細構造を変更するためのセラミック成形プロセスの変更などにより、セラミック材料の組成を変更することです。

炭化ケイ素セラミックスに炭素短繊維を添加すると、セラミックス中の遊離ケイ素の含有量が減少し、β - SiC 層が形成され、炭化ケイ素セラミックスの靭性が向上します。炭素短繊維の体積分率が30%に達すると、炭化ケイ素セラミックスの破壊靱性は5.1MPa・m1/2に達し、炭素短繊維を含まない炭化ケイ素セラミックスの破壊靱性より78%高くなります。

等温鍛造技術の研究により、SiC粒子がアルミニウムマトリックス中に流線状に均一に分布し、鍛造性能（弦方向サンプリング）が大幅に向上することが明らかになった。Rm=500 MPa、Rp0.2=330 MPa、A=7%、K1C=25.0 MPa·m1/2。

炭化ケイ素粉末の粗粒度および微粒度分布を最適化することにより、炭化ケイ素の靱性が向上します。研究により、粗大粉末の導入により、S-SiC セラミック内の異常粒子の成長が抑制され、小さな等軸粒子が生成されることが示されています。粗大粉末の含有量が増加すると、S-SiC セラミックスの靭性は最初に増加し、その後減少するパターンを示します。粗粉含有量が65%の場合、S-SiCセラミックスの靱性は最も高く、粗粉を含まないものより17.1%高く、(4.92±0.24)MPa・m1/2に達します。

以上の研究結果をもとに、炭化ケイ素セラミックスの強化作製方法を習得しました。当社の炭化ケイ素セラミックス製品は、通常の炭化ケイ素セラミックスよりも優れた性能を持ち、銃弾の衝撃にも耐えることができます。製品はNIJ IV防弾要件を満たしています。