# Fileset

[金属_図_NIMS20240607.pptx](https://mdr.nims.go.jp/filesets/defeeec1-1380-49f4-8e68-1081d8601171/download)

## Creator

[長田 俊郎](https://orcid.org/0000-0003-1539-9264)

## Rights

[In Copyright](http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/)

## Other metadata

[自己治癒セラミックスの設計：き裂治癒の高速化と強度回復予測技術](https://mdr.nims.go.jp/datasets/4c29512f-b8de-474c-840e-9c8f325a39b0)

## Fulltext

SiC + 3/2O2 = SiO2 + COSiO2+ Al2O3 = 過冷却融体過冷却融体= SiO2(クリストバライト) + ムライトSiO2+ Al2O3 +治癒活性相=過冷却融体過冷却融体= 複数の結晶等time治癒エージェント: SiC生成酸化物: SiO2大気中の酸素アルミナ母相: Al2O3結晶化二相分離炎症期修復期改変期治癒活性剤: MxOy過冷却融体COO2開発材の特徴開発材利点①　低粘度でき裂空隙を充填しやすい利点②　酸素の移動が速くなり，炎症反応しやすい酸素の移動が速くなる利点③　機械的に強固な結晶化が促進される．　　　　従来材き裂図1　2000融点Tmまたは共晶温度Te (K)ガラス遷移温度, Tg (K)2000150010005000150010005000+MgO+Na2O+PbO+NiO+Fe2O3+MnO+Al2O3+K2O+Bi2O3+TiO2Pure SiO2Tg=2/3TeTg=1/2Te: 第1・2族元素酸化物: 第14・15族元素酸化物: 遷移金属 (第4周期）酸化物: 治癒活性相無添加自己治癒が有効な温度範囲治癒活性相: MxOy図2　500 nm骨単位緻密骨骨折（き裂）血管体液輸送ネットワーク骨細胞骨の構造をヒントに！炭化ケイ素アルミナ酸化マンガンき裂治癒部1000℃での治癒時間 (h)120010008006004002000三点曲げ強度　(MPa)******10-210-110410010110210310-3き裂材の強度16 mm110 umAl2O3/SiC/0.2vol.%MnO複合材（開発材）Al2O3/SiC複合材（従来材） 材料のオリジナルの強度最大6万倍高速化　　市販のガスライターでもき裂が治癒され，強度が完全回復試験片abcd図3　acBridgingモデルTip-to-mouth充填モデルbSiC 粒子凝集体治癒物質き裂先端O2高温酸化雰囲気治癒物質による架橋Al2O3 母相炎症反応: SiC(s) + 3/2O2(g) = SiO2(s) + CO(g)dき裂先端方向L: 平均粒子間距離SiCまたはその凝集体残存き裂1um試験片表面残存き裂SiCAl2O3治癒物質き裂奥行き方向き裂先端eビッカースき裂3D view (モデル)3D view (実験)治癒物質図4　10-210-110010110210310410-210-1100101102103104最短き裂完治時間 tHMin (h)予測最短き裂完治時間 tHMin (h)Al2O3/15vol%SiC, PO2=0.21 atm, 2c=110 mmAl2O3/15vol%SiC, PO2=0.05 atm, 2c=110 mmAl2O3/15vol%SiC, PO2=510-4 atm, 2c=110 mmAl2O3/30vol%SiC, PO2=0.21 atm, 2c=110 mmSiC単相, PO2=0.21 atm, 2c=100 mm上限 tHmin下限 tHmin平均 tHminSlope = 1a治癒時間 tH (h)10-210-1100101102103104三点曲げ強度 (MPa)TH =1573 KTH =1473 KTH =1273 K**************0**bき裂材の強度Tip-to-mouth充填モデルBridgingモデル＊治癒部外から破断平滑材の強度図5　治癒エージェント体積率, fv き裂長さ, 2c (mm)10410-4Upper tHmin (hours)500400300200100000.250.50.751.0tHMin = 1 h0.1 h0.01 h10 h100 h1000 h0.001 h治癒エージェント = SiCbaFuel(JetA1)高圧タービン低圧タービンAirMach=0.8圧縮機低圧第1段静翼 oC図6　image1.emfimage2.emfimage3.pngimage4.emfimage5.emfimage6.emfimage7.pngimage8.pngimage9.pngimage10.pngimage8.emfimage9.emfimage10.emfimage11.emfimage12.emfimage16.pngimage17.png