号数	ばね論文集 63 号（ 2018 年）
ページ数	pp.13-18
種類	論文
論文名	任意形状の表面欠陥を有するセラミックスの破壊強度の評価法の提案
Title	Prediction of fracture strength for ceramics containing a surface defect with arbitrary shape
著者	佐藤奈那子1)，高橋宏治1)
Author	Nanako SATO1), Koji TAKAHASHI1)
抄録	セラミックスの破壊強度に及ぼす任意形状の表面欠陥の影響を明らかにするために，アルミナ・炭化ケイ素複合材を用いて曲げ試験を行った．ヌープ圧子を用いて，試験片表面に標準予き裂，傾斜予き裂および複数予き裂を導入した．自然欠陥を有する試験片として，予き裂のない試験片も作製した．各試験片の破壊強度は，欠陥寸法の代表値である√areaに依存することを明らかにした．種々の欠陥を有するセラミックスの破壊強度を評価するために，プロセスゾーン寸法破壊基準および√areaパラメータモデルに基づく新たな予測式を提案した．本式は，材料の破壊靭性値および無欠陥材の破壊強度を用いて，欠陥寸法と破壊強度との関係を簡便に評価できる手法である．予測された破壊強度は実験結果と良い一致を示し，本式の有用性が示唆された．
Abstract	To investigate the influence of surface defect with arbitrary shape on fracture strength of ceramics,three-point bending tests on alumina-silicon carbide (Al2O3/SiC) ceramic composites were carried out.A standard pre-crack, a tilted pre-crack and multiple pre-cracks were introduced on the specimen surface using a Knoop indenter. The specimens without pre-cracks were also prepared to investigate the effects of natural defect. Test results showed that the fracture strength of each specimen depended on√ area which is representative value of defect size. To evaluate the fracture strength of ceramics with arbitrary defect, a new evaluation equation was proposed based on the process zone size fracture criterion and the √area parameter model. The relationship between defect size and fracture strength can be predicted using this equation using the fracture toughness and the fracture strength of non-defect specimen. The predicted fracture strengths were in good agreement with the experimental fracture strengths. Thus, the usefulness of this equation was suggested.
著者の所属	1)横浜国立大学
Belonging	1)Yokohama National University
Key Words	Ceramics, Al2O3/SiC, Fracture strength, Surface defect, Process zone size fracture criterion, √area parameter model