Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>ホイスカ及びSiC粒子により強化されたアルミニウム鋳造合金の複合強さのホイスカ方位依存におけるハイブリッド影響

MD Rafiquzzaman; ARAI Yoshio

文献

J-GLOBAL ID：201002217835068376 整理番号：10A0243855

Al₂O₃ホイスカ及びSiC粒子により強化されたアルミニウム鋳造合金の複合強さのホイスカ方位依存におけるハイブリッド影響

Hybrid Effect on Whisker Orientation Dependence of Composite Strength of Aluminum Cast Alloy Reinforced by Al₂O₃ Whiskers and SiC Particles

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資料名：
巻： 4 号： 2 ページ： 303-314 (J-STAGE) 発行年： 2010年
JST資料番号： U0026A ISSN： 1880-9871 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：日本 (JPN) 言語：英語 (EN)

本文ではAl₂O₃ホイスカ及SiC粒子により強化されたアルミニウム鋳造合金の複合強さの方位依存におけるハイブリッド影響が実験及び数値的に研究された。2種の試験片が単調曲げ試験のために準備された。長さ方向試験片の方位(主応力方向)は面内のランダム方向のホイスカに平行か又は垂直である。ハイブリッド金属基材複合材料(MMC)が面内のランダムなホイスカ方位に平行な外部負荷を受けた時,単調強さは負荷がホイスカ方位に直角な時より18%高い。ハイブリッド複合材料内の複合強さのホイスカ方位依存性は,ホイスカ強化複合材料での複合強さのホイスカ方位依存性より小さい。面内のランダムなホイスカ方位に平行な方向に沿って負荷をかけられた試験片の破断面では,多くのホイスカが破砕された。一方ホイスカ及び基材間に多くの接着が剥がれた界面が,ホイスカ方位に垂直な方向に沿って負荷をかけられた試験片の破断面に観察された。複合強さのホイスカの方位依存性におけるハイブリッド影響を調べるために,周期的な境界条件下で1ホイスカと僅かな粒子を含んだ三次元ハイブリッド複合ユニットセルモデルが有限要素法を用いて開発された。ホイスカ方位に平行な外部負荷を受けた時,ハイブリッド複合材料は,ホイスカ強化複合材料より高いホイスカ応力を有している。但し,この事は両方の複合材料は同一容量の強化材を有しており,更に粒子をランダムに分布させた場合に起こる。ホイスカ方位に垂直な外部負荷を加えると,ハイブリッド複合材料の界面応力はホイスカ強化複合材料の界面応力より小さくなる。その結果ハイブリッド複合材料の平行及び垂直負荷条件に対する強度の違いは,ホイスカ強化複合材料での強度の違いよりは小さい。従って,ハイブリッド複合材料における弱いホイスカ方位影響はホイスカと粒子間の相互作用により引き起こされる微小応力分布の変化による。(翻訳著者抄録)

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金属材料

引用文献 (14件)：

(1) Suresh, S., Mortensen, A. and Needleman, A. Fundamentals of metal matrix composites, (1993), pp. 1, London: Butterworth/Heinemann.
(2) Zeuner, T., Stojanov, P., Sahm, P.R., Ruppert. H., and Engels A., Developing trends in disc brake technology for rail application, Material Science and Technology, Vol. 14 (1998), pp. 857-863.
(3) Fu, H.-H., Han, K.-S. and Song, J.-I., Wear properties of Saffil/Al, Saffil/Al₂O₃/Al and Saffil/SiC/Al hybrid metal matrix composites, Wear, Vol. 256, No. 7-8 (2004), pp. 705-713.
(4) Jung, S. W., Lee, J. H., Nam, J. B. and Han, K. S., Analysis of Strengthening Mechanism in Hybrid Short Fiber/Particle Reinforced Metal Matrix Composites, Key Engng. Mater., Vols. 183-187 (2000), pp. 1297-1302.
(5) Jiang, J. Q., Liu, H. N., Ma, A. P. and Tan, R. S., The structure and tensile properties of Al-Si alloy hybrid reinforced with alumina-aluminosilicate short fibre, J. Mater. Sci., Vol. 29 (1994), pp. 3767-3773.

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Al2O3ホイスカ及びSiC粒子により強化されたアルミニウム鋳造合金の複合強さのホイスカ方位依存におけるハイブリッド影響

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