JPH03229133A - Method for evaluating and testing ceramics - Google Patents
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Classifications
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- G—PHYSICS
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Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
lに匹剋里豆I
本発明はセラミックスの評価試験方法、より詳細には各
種セラミックスの開発、設計段階における腐食環境に対
する安全性評価のために用いられろセラミックスの評価
試験方法に関する。[Detailed Description of the Invention] The present invention is a ceramic evaluation test method, more specifically, it is used for the development of various ceramics and the safety evaluation in a corrosive environment at the design stage. Concerning test methods.
正米五及迷
従来、この種セラミックスの評価試験方法としては、試
験片に人為的に作製したき裂あるいはスノットなどから
のき裂進展特性を検討したセラミックスの応力腐食割れ
そのものに関する研究がある。例えば、 Weider
hornらによってDCB(Double Canti
Lever Beaml試験法を用いて行なわれた研究
iJ、Am、ceram、soc、、 50[8]19
67)や、EvansらによってD T (Doubl
e Torsion)試験法を用いて行われた研究(J
、 Mat、 Sci、 、 7 f19721 )な
どである。上記研究において、応力腐食割れは応力拡大
係数(KI)とき裂の進展速度m との関係fKI−V
ダイヤグラム)に基づいて評価されており、その結果、
5iO−を含むセラミックスでは、大気中の水蒸気成分
の作用によって、応力腐食割れを弓き起こすことが明ら
かとなった。Conventionally, as an evaluation test method for this type of ceramics, there has been research on the stress corrosion cracking of ceramics itself, which examines the crack propagation characteristics from cracks or snots created artificially in test pieces. For example, Weider
DCB (Double Canti
Research conducted using the Lever Beaml test method iJ, Am, ceram, soc, 50[8]19
67) and D T (Double
e Torsion) test method (J
, Mat, Sci, , 7 f19721). In the above research, stress corrosion cracking is determined by the relationship between the stress intensity factor (KI) and the crack growth rate m, fKI-V.
diagram), and as a result,
It has been revealed that stress corrosion cracking occurs in ceramics containing 5iO- due to the action of water vapor components in the atmosphere.
しかし、上記DCB試験法やDT試験法における試験片
にはあらかじめ人為的にき裂が作製されており、前記き
製作製後応力を人為的に制御しながら負荷することによ
って、前記き裂の進展特性を調べている。このため、腐
食環境下でセラミックスに自然に形成された欠陥(以後
自然欠陥と記す)を起、屯とした応力腐食割れによるセ
ラミックスの破壊を評価しているとは言い難い。However, cracks are artificially created in the test specimens used in the DCB test method and DT test method, and the cracks can be propagated by applying stress while artificially controlling the stress after the crack is manufactured. We are investigating the characteristics. Therefore, it cannot be said that the destruction of ceramics due to stress corrosion cracking caused by defects naturally formed in ceramics in a corrosive environment (hereinafter referred to as natural defects) is evaluated.
そこで、自然欠陥を起点としたセラミックスの破壊を調
べるためにAE法が用いられ
た。例えば、Gogotsiらは曲げ試験において、へ
E(Acoustic Emissionl 計測を行
なうことによって、得られた前記AEより破断強度の予
測を行なった(Proc、Ultrason、 Int
、83i198311 、また、特開昭58−2211
62号公報にはセラミックスの焼結体に応力を負荷し、
その時前記セラミックスの焼結体から発生するAE信号
を解析することによって強度予測を行なう非破壊検査方
法が開示されている。Therefore, the AE method was used to investigate the destruction of ceramics starting from natural defects. For example, in a bending test, Gogotsi et al. measured the AE (Acoustic Emission) and predicted the breaking strength from the AE obtained (Proc, Ultrason, Int.
, 83i198311, and JP-A-58-2211
No. 62 discloses that stress is applied to a ceramic sintered body,
A non-destructive testing method has been disclosed in which strength is predicted by analyzing the AE signal generated from the ceramic sintered body.
一方、上記機械的応力の負荷以外にレーザーによる熱応
力(特開昭59−221657号公報)やタングステン
ランプによる熱応力(特開昭60−135860号公報
)を部分的に負荷し1発生するAEを計測することによ
って、製品大の試料の自然欠陥からのき裂進展特性を評
価している報告がある。On the other hand, in addition to the above-mentioned mechanical stress, thermal stress caused by a laser (Japanese Unexamined Patent Publication No. 59-221657) or thermal stress caused by a tungsten lamp (Japanese Unexamined Patent Application No. 60-135860) is partially applied, and AE1 occurs. There is a report that evaluates the crack propagation characteristics from natural defects in product-sized samples by measuring .
また、き裂進展速度とAEとの関係については、種々の
試料を用いたDT試験による研究が報告されている。例
えば、Evansらは磁器を試料としくJ、Am、Ce
ram、Soc、、56[11]1973) 、岸らは
アルミナを(第4回アコースティックエミッション総合
コンファレンス論文集1983) 、若井らは窒化ケイ
素と部分安定化ジルコニアを(材料、35 t3951
19861試料として用い、それぞれき裂進展速度とA
Eとの関係を検討している。Furthermore, studies using DT tests using various samples have been reported regarding the relationship between crack growth rate and AE. For example, Evans et al.
ram, Soc, 56 [11] 1973), Kishi et al.
19861 was used as the sample, and the crack growth rate and A
We are considering the relationship with E.
明が 決しようとする課
しかし上記したセラミックスの評価試験方法においては
、以下のような課題があった。Problems that Ming tried to solve However, the above-mentioned ceramic evaluation test method had the following problems.
■従来は試料である試験片にブリクラックあるいはノツ
チなどのき裂を人為的に作製し、その後前記き裂からの
応力腐食割れ特性を調べることが主であった。このため
、セラミックスのKl−V特性等の定量的評価は可能で
あっても、自然欠陥を起点とした応力腐食割れによるセ
ラミックスの破壊特性が明らかにされていない。(2) Conventionally, the main method was to artificially create cracks such as brick cracks or notches in a test piece, and then examine the stress corrosion cracking characteristics caused by the cracks. For this reason, although it is possible to quantitatively evaluate the Kl-V characteristics of ceramics, the fracture characteristics of ceramics due to stress corrosion cracking starting from natural defects have not been clarified.
■試験片の準備段階における表面研磨及び上記き製作製
作業などの試験片に対する加工が困難であり、かつ比較
的大型の試料を必要とするため不縁C斉である。(2) Processing of the test piece, such as surface polishing in the preparation stage of the test piece and the above-mentioned manufacturing work, is difficult and requires a relatively large sample, making it unsuitable.
■試験片への応力負荷についても、人為的に1斤なうた
め前記応力を微妙に調節しながら負荷するための高度な
技術を必要とする。(2) Regarding the stress loading on the test piece, it is necessary to have a sophisticated technique to apply the stress while delicately adjusting it, since it is artificially applied to one loaf.
■また、従来の試験では試験中の雰囲気を種々設定する
ことなく大気中で実施し、AE計測を行って試験片の破
壊挙動を評価しているため、さまざまな腐食環境下にお
ける試験片の応力腐食割れ特性が明らかにされていない
。■In addition, in conventional tests, the test is conducted in the air without setting various atmospheres during the test, and AE measurements are performed to evaluate the fracture behavior of the test piece. Corrosion cracking characteristics have not been clarified.
本発明は上記した課題に鑑みなされたものであって、曲
げ試験や引っ張り試験などの簡単な力学試験において、
種々の雰囲気下で自然欠陥を起、占としてAE計測を行
なうことによって、複雑な解析を必要とすることなくセ
ラミ・ンクスの応力腐食割れ特性を高精度でしかも簡単
に評価すること力5できるセラミックスの評価試験方法
を提供することを目的としている。The present invention was made in view of the above-mentioned problems, and in simple mechanical tests such as bending tests and tensile tests,
Ceramics that can easily and accurately evaluate the stress corrosion cracking characteristics of ceramics without the need for complex analysis by generating natural defects under various atmospheres and performing AE measurements as a result. The purpose is to provide an evaluation test method for
課1を 2するための 「
上記した目的を達成するために本発明に係るセラミック
スの評価試験方法は、試験片を密閉容器内に保持して該
密閉容器内に各種ガスを充填し、該各種ガスの雰囲気中
でAE計測による曲げ試験あるいは引っ張り試験を行な
うことを特徴としでいる。In order to accomplish Section 1 to 2, the method for evaluating ceramics according to the present invention is to hold a test piece in a closed container, fill the container with various gases, It is characterized by conducting a bending test or a tensile test using AE measurement in a gas atmosphere.
工■
セラミックスの破壊は、腐食環境下で応力が負荷される
ことによって、自然欠陥を起点として起こる。該自然欠
陥は応力腐食に基づいてゆるやかに成長し、前記自然欠
陥の成長にともなってAEの発生総数は増え同時にAE
の発生開始荷重は低下する。Engineering■ Ceramics break down starting from natural defects due to stress being applied in a corrosive environment. The natural defects grow slowly based on stress corrosion, and as the natural defects grow, the total number of AEs increases, and at the same time, the number of AEs increases.
The load at which this occurs will decrease.
このようなセラミックスの応力腐食割れ特性は、セラミ
ックスの有する気孔分布によって異なり、上記AEの発
生はセラミックスに形成される欠陥の形状及び大きさに
よって左右されることを突き止めた。It has been found that the stress corrosion cracking characteristics of such ceramics vary depending on the pore distribution of the ceramic, and that the occurrence of the above-mentioned AE is influenced by the shape and size of defects formed in the ceramic.
したがって、曲げ試験あるいは引っ張り試験において、
試験片を密閉容器内に保持し該密閉容器内に各種ガスを
充填し、該各種ガスの雰囲気中で、A E計測を行なう
ことによって、複雑な解析を必要とすることなく、各雰
囲気中での自然欠陥を起占としたセラミックスの応力腐
食割れ特性は、高精度にしかも簡単に明らかとなる。Therefore, in bending or tensile tests,
By holding the test piece in a sealed container, filling the container with various gases, and performing AE measurements in the atmosphere of the various gases, it is possible to perform AE measurements in each atmosphere without the need for complex analysis. The stress corrosion cracking characteristics of ceramics, which are dominated by natural defects, can be easily clarified with high precision.
−絶倒及び比較例
以下、本発明に係る実施例及び比較例を図面に基づいて
説明する。- Absolute and Comparative Examples Examples and comparative examples according to the present invention will be described below based on the drawings.
第1図は本実施例に係るセラミックスの評価試験に用い
られる装置を模式的に示した概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram schematically showing an apparatus used for evaluation testing of ceramics according to the present example.
装置1は従来の曲は試験装置を密閉容器10によって密
閉したもので、この密閉容器10内には、ロール形状の
部品12によって4点より荷重か負荷される試験片11
が保持されている。この試験片11の左右両端にはAE
センサー13が配設されており、このAEセンサー13
はコード14を介してプリアンプ15に接続されている
。The device 1 is a conventional test device sealed in a sealed container 10. Inside the sealed container 10, there is a test piece 11 to which a load is applied from four points by a roll-shaped part 12.
is retained. At both left and right ends of this test piece 11, there is an AE
A sensor 13 is provided, and this AE sensor 13
is connected to a preamplifier 15 via a cord 14.
上記AEセンサー13によって計測されたAEはプリア
ンプ15に送られ、この後ノイズを除去する弁別器16
を経て計数器17によってカウントされた後記録計18
にて記録される。The AE measured by the AE sensor 13 is sent to a preamplifier 15, and then a discriminator 16 removes noise.
After being counted by the counter 17, the recorder 18
Recorded at
すなわち、密閉容器10内に各種ガス例えばco2.c
o、アンモニア、H2S、N2などを充填し種々の腐食
環境を形成した後、前記腐食環境下で試験片11に部品
12によって荷重を4.屯から負荷し曲げ試験を行なう
。That is, various gases such as co2. c.
After forming various corrosive environments by filling with o, ammonia, H2S, N2, etc., a load of 4. A bending test is performed by applying a load from a ton.
前記荷重の負荷により試験片11には、自然欠陥を起因
としたき裂が生し同時にAEが発生する。このAEの発
生総数は荷重の増加によるき裂のゆるやかな成長ととも
に増えていく。このような、A EをAEセンサー13
によって計測し、その後AE倍信号してプリアンプ15
に送る。このプリアンプ15では前記AE信号を信号処
理が行ない易い程度にまでその信号レベルを高め、その
後弁別器16に送り出す。そして、弁別器16でノイズ
と分けられたAE信号は、計数器17によってカウント
された後記録計18にて記録される。Due to the above-mentioned load, cracks caused by natural defects occur in the test piece 11, and at the same time, AE occurs. The total number of AE occurrences increases with the gradual growth of cracks due to an increase in load. This kind of AE sensor 13
After that, the signal is multiplied by AE and sent to the preamplifier 15.
send to The preamplifier 15 increases the signal level of the AE signal to a level that facilitates signal processing, and then sends it to the discriminator 16. The AE signal separated from noise by the discriminator 16 is counted by a counter 17 and then recorded by a recorder 18.
試験片11近傍の試M装置の詳細を第2図に基づいて説
明する。Details of the test M device near the test piece 11 will be explained based on FIG. 2.
第2図において21は支柱(図示せず)間に横架された
クロスヘツド20の下面に固定されたロードセルで、こ
のロードセル21の下方には治具22a、22b及びロ
ール形状の2個の部品12を間に介装して試験片11が
配設されている。この試験片11の左右両端にはAEセ
ンサー13か配設されており、このAEセンサー13に
はプリアンプ15(第1図)に接続されたコード14が
取り付けられでいる。また、上記試験片11の下方には
この試験片11に荷重を負荷するためのロール形状の2
個の部品12及び治具27が台座28上に載置されてい
る。治具27の右方にはガス導入管29がまた治具27
の左方にはガス排出管30が配設されている。そして、
上記構成の曲げ試験装置は最上部が治具22aに固定さ
れた柔軟性を有する素材(例えば、ビニールなど)でて
きている袋状の密閉容器10によって包み込まれるよう
に密閉されている。In FIG. 2, reference numeral 21 denotes a load cell fixed to the lower surface of a crosshead 20 that is suspended between support columns (not shown). Below this load cell 21 are jigs 22a, 22b and two roll-shaped parts 12. A test piece 11 is disposed with the test piece 11 interposed therebetween. AE sensors 13 are disposed at both left and right ends of the test piece 11, and a cord 14 connected to a preamplifier 15 (FIG. 1) is attached to the AE sensors 13. Further, below the test piece 11, there are two roll-shaped rollers for applying a load to the test piece 11.
The individual parts 12 and the jig 27 are placed on the pedestal 28. On the right side of the jig 27, the gas introduction pipe 29 is also connected to the jig 27.
A gas exhaust pipe 30 is arranged on the left side. and,
The bending test apparatus having the above structure is sealed so as to be wrapped in a bag-shaped sealed container 10 made of a flexible material (such as vinyl) whose top part is fixed to a jig 22a.
すなわち、上記密閉容器lOを柔軟性を有する素材を用
いて形成することによって、上記曲げ試験装置やあるい
は引っ張り試験装置等の各種の装置を一つの密閉容器1
0で密閉することができるため、各種の装置ごとに専用
の大型で硬い真空容器や雰囲気容器などを用意する必要
がない。That is, by forming the airtight container 1O using a flexible material, various devices such as the bending test device or the tensile test device can be integrated into one airtight container 1.
Since it can be sealed at zero, there is no need to prepare large, hard vacuum containers, atmosphere containers, etc. exclusively for each type of equipment.
また、試験中の雰囲気調整においても、簡単な操作で各
種ガスで置換することができ、容易にさまざまな腐食環
境を形成することができる。Furthermore, when adjusting the atmosphere during testing, it is possible to replace the atmosphere with various gases with simple operations, and it is possible to easily create various corrosive environments.
さらに、密閉容器IOはその有する柔軟さゆえに変形可
能であるためAEセンサー13に接続されたコード14
の取り出しを容易に行なうことができ、しかも複数の試
験片11を用いて連続して試験を行なう場合でも、試験
片11の取り替えが容易で試験をスムーズに行なうこと
ができる。Furthermore, since the sealed container IO is deformable due to its flexibility, the cord 14 connected to the AE sensor 13
can be easily taken out, and even when a plurality of test pieces 11 are used for consecutive tests, the test pieces 11 can be easily replaced and the test can be carried out smoothly.
そして、実験操作上においても、外からの微妙な調整を
必要とする場合に簡単にかつ迅速に操作を行なうことが
できる。Further, even in experimental operations, when delicate adjustments from the outside are required, the operations can be performed easily and quickly.
本実施例では試験片11としてムライト(3Aff20
.−23 i 02 )を用意し、腐食環境としては大
気雰囲気とN2雰囲気を形成し、上記方法に従って試験
を行なった。本実施例で得られたAE計測の結果を第3
図に示した。曲線■は大気雰囲気中での結果を表わし、
曲線■はN2雰囲気中での結果をあられしている。In this example, the test piece 11 is mullite (3Aff20
.. -23 i 02 ) was prepared, an atmospheric atmosphere and a N2 atmosphere were formed as corrosive environments, and the test was conducted according to the above method. The results of the AE measurement obtained in this example were
Shown in the figure. The curve ■ represents the results in an atmospheric atmosphere;
Curve ■ shows the results in N2 atmosphere.
一方、比較例としてはDCB試験を行なった。On the other hand, as a comparative example, a DCB test was conducted.
第5図はDCB試験装置を模式的に示した概念して、こ
の図に基づいてDCB試験を説明する。FIG. 5 is a conceptual diagram schematically showing a DCB test apparatus, and the DCB test will be explained based on this diagram.
図中40はDCB試験片で、このDCB試験F40の図
中右方の上方と下方にはき裂49を挟Aで孔41.44
が形成されている。そして、請41には基板43に固定
された紐42が取り付C;られており、−刃孔44には
DCB試験片4oσ上方に配設されたロードセル46に
取り付けもと。40 in the figure is a DCB test piece, and cracks 49 are sandwiched between holes 41 and 44 at the upper and lower right side of the figure in the DCB test F40.
is formed. A string 42 fixed to a substrate 43 is attached to the wire 41, and a cord 42 fixed to the substrate 43 is attached to the blade hole 44.
た紐45が固定されている。ロードセル46はコード4
7によってXYレコーダに接続されでいる。また、き裂
49の左端の下方には顕微鏡52が配置さとており、一
方き裂49に重なってクリップゲージ50が配置されて
いる。そして、このクリップゲージ50はコード51に
よってXYレコーダに接続されている。A string 45 is fixed. Load cell 46 is code 4
7 to the XY recorder. Further, a microscope 52 is arranged below the left end of the crack 49, and a clip gauge 50 is arranged overlapping the crack 49. This clip gauge 50 is connected to an XY recorder by a cord 51.
すなわち、DCB試験片4oにロードセル46より紐4
5を介して上方に向かう荷重が負荷されると、孔41に
取り付けられた紐4工が基板43に固定されているため
、ocs試験片4oでは上下に引き裂かれるようにして
き裂49の進展が起こる。このき裂49の進展特性を調
べるため、顕微鏡52によってき裂49の左端の位置を
計測しき裂49の長さを測定する。また、き裂49の広
がり幅はクリップゲージ5oによって計75jlされた
後XYレコーダ48に送信される。このXYレコーダ4
8は上記き裂49のき裂幅とロードセル46より送られ
てくる荷重数値の情報とによって、KI−Vts図を作
成し、応力拡大係数fKI)とき裂の進展速度間との関
係を示す。That is, the string 4 is tied to the load cell 46 on the DCB test piece 4o.
When an upward load is applied through the hole 41, since the string 4 attached to the hole 41 is fixed to the substrate 43, the crack 49 in the OCS specimen 4o is torn vertically, causing the crack 49 to grow. happen. In order to investigate the growth characteristics of this crack 49, the position of the left end of the crack 49 is measured using a microscope 52, and the length of the crack 49 is measured. Further, the spread width of the crack 49 is measured by a total of 75jl by the clip gauge 5o, and then transmitted to the XY recorder 48. This XY recorder 4
8 creates a KI-Vts diagram based on the crack width of the crack 49 and the load value information sent from the load cell 46, and shows the relationship between the stress intensity factor fKI) and the crack growth rate.
上記方法に従って、DCB試験を行ない比較例とした。A DCB test was conducted according to the above method and used as a comparative example.
その際試験片4oとして本実施例同様ムライト(3Af
220s ・2S i Oz )を用意し、腐食環境
としても大気雰囲気とN2雰囲気を形成しDCB試験を
行なった。そして、得られたKl−V線図を示したもの
が第4図である。曲線■は大気雰囲気中での結果を表わ
し、曲線■はN2雰囲気中での結果を表わしている。At that time, the test piece 4o was mullite (3Af) as in this example.
220s.2S i Oz) was prepared, and a DCB test was conducted by forming an atmospheric atmosphere and a N2 atmosphere as corrosive environments. FIG. 4 shows the obtained Kl-V diagram. The curve (■) represents the results in an air atmosphere, and the curve (2) represents the results in an N2 atmosphere.
上記第3図及び第4図との比較により本実施例における
試験方法においては、試料であるムライト(3AJ22
0! ・2S10□)の腐食環境の違いによる応力腐
食割れ特性の相違点が明確にかつ簡単に分かった。すな
わち、大気雰囲気中ではN2雰囲気中に比べてAEの発
生数が平均で約2培に増え、発生荷重においては約20
%低下している。したがって、ムライト(3Aε203
2S102)は、大気中の水蒸気成分などによって応力
腐食割れを起こし破壊されることがより明確となった。Comparing with the above Figures 3 and 4, in the test method in this example, the sample mullite (3AJ22
0!・Differences in stress corrosion cracking characteristics due to differences in corrosion environment of 2S10□) were clearly and easily understood. In other words, the number of AEs generated increases by about 2 times on average in the air atmosphere compared to the N2 atmosphere, and the number of AEs generated increases by about 20 times in the generated load.
% has decreased. Therefore, mullite (3Aε203
It has become clear that 2S102) is destroyed by stress corrosion cracking caused by water vapor components in the atmosphere.
他方、比較例に係る第4図においては、大気雰囲気中で
得られたKI−V曲線■がN2雰囲気中で得られたKI
−V曲線■より全体に左(低応力側)にシフトしている
ことと、°“たな“°と呼ばれる領域Aが存在するとい
う応力腐食割れ特性が認められた。On the other hand, in FIG. 4 relating to the comparative example, the KI-V curve ■ obtained in the air atmosphere is different from the KI obtained in the N2 atmosphere.
Stress corrosion cracking characteristics were observed, including an overall shift to the left (lower stress side) than the -V curve (■) and the presence of a region A called a "tana" degree.
このように、本実施例に係るセラミックスの評価試験方
法では、自然欠陥が応力腐食割れを起こし始める時の応
力を、種々の腐食環境下で簡単に求められる。さらに、
得られた結果より複雑な解析をする必要もなく高精度で
かつ簡単にセラミックスの自然欠陥を起点とする応力腐
食割れ特性を調へることができる。これに対し、応力腐
食割れを起こし始める時の応力をKr−V曲線から計算
するのは複雑であり、簡単に求めることはできない。As described above, in the ceramic evaluation test method according to the present example, the stress at which a natural defect starts to cause stress corrosion cracking can be easily determined under various corrosive environments. moreover,
From the obtained results, stress corrosion cracking characteristics originating from natural defects in ceramics can be easily investigated with high precision without the need for complicated analysis. On the other hand, calculating the stress at which stress corrosion cracking begins to occur from the Kr-V curve is complicated and cannot be easily determined.
さらに、上記により各種セラミックス間の破壊危険度の
比較、あるいは同一のセラミックスを用いる場合には自
然欠陥の形状及び大きさなどの違いによる前記セラミッ
クスの破壊危険度の違いも分かり、セラミックスの腐食
環境に対する安全性を容易に知ることができる。Furthermore, the above allows comparison of the fracture risk between various types of ceramics, or when using the same ceramic, the difference in the fracture risk of the ceramics due to differences in the shape and size of natural defects. Safety can be easily known.
また、本実施例における試験では荷重とAEだけを計測
することにより簡単に試料の応力腐食割れ特性を調べる
ことができた。しかし、比較例におけるDCB試験では
荷重とCOD (開口変位量)を測定し、さらに、通常
はき裂の長さも読み取る必要があり簡便さに欠ける。Furthermore, in the test in this example, the stress corrosion cracking characteristics of the sample could be easily investigated by measuring only the load and AE. However, in the DCB test in the comparative example, it is necessary to measure the load and COD (opening displacement), and usually also to read the length of the crack, which lacks simplicity.
及」L立置
以上の説明により明らかなように2本発明に係るセラミ
ックスの評価試験方法にあっては、試験片を密閉容器内
に保持して該密閉容器内に各種ガスを充填し、該各種ガ
スの雰囲気中でAE計測による曲げ試験あるいは引っ張
り試験を行なうことによって、種々の腐食環境下におけ
る自然欠陥を起声、とした応力腐食割れ特性を容易に調
べることができる。As is clear from the above explanation, in the method for evaluating ceramics according to the present invention, a test piece is held in a closed container, and the container is filled with various gases. By performing a bending test or a tensile test using AE measurement in an atmosphere of various gases, it is possible to easily investigate the stress corrosion cracking characteristics caused by natural defects under various corrosive environments.
さらに、得られた上記結果を基にして複雑な解析をする
ことなく簡単にかつ高精度にセラミックスの破壊特性を
調べることができる。このため、各種セラミックス間の
破壊危険度の比較、あるいは同一のセラミックスを用い
る場合には自然欠陥の形状及び大きさなどの違いによる
前記セラミックスの破壊危険度の違いが分かり、セラミ
ックスの腐食環境に対する安全性を容易に知ることがで
きる。Furthermore, based on the above-obtained results, the fracture characteristics of ceramics can be easily and highly accurately investigated without performing complicated analysis. For this reason, it is possible to compare the fracture risks between various types of ceramics, or when using the same ceramic, to understand the differences in the fracture risks of the ceramics due to differences in the shape and size of natural defects. You can easily know the gender.
第1図は本実施例に係るセラミックスの評化試験方法を
実施するための装置を模式的に示した概念図、第2図は
本発明に係る方法を実施するための密閉容器近傍を説明
するための模式的概略図、第3図は本実施例の測定結果
を示すグラフ、第4図は比較例の測定結果を示すKI−
V線図、第5図は比較例におけるDCB試験装置を模式
的に示した概念図である。
0
■
■
密閉容器
試験片
3
AEセンサー
(AE計測)Fig. 1 is a conceptual diagram schematically showing an apparatus for implementing the ceramic evaluation test method according to the present example, and Fig. 2 illustrates the vicinity of the closed container for implementing the method according to the present invention. FIG. 3 is a graph showing the measurement results of this example, and FIG. 4 is a graph showing the measurement results of the comparative example.
The V diagram and FIG. 5 are conceptual diagrams schematically showing a DCB test apparatus in a comparative example. 0 ■ ■ Sealed container test piece 3 AE sensor (AE measurement)
Claims (1)
種ガスを充填し、該各種ガスの雰囲気中でAE計測によ
る曲げ試験あるいは引っ張り試験を行なうことを特徴と
するセラミックスの評価試験方法。(1) Ceramics evaluation test characterized by holding a test piece in a sealed container, filling the container with various gases, and performing a bending test or tensile test by AE measurement in the atmosphere of the various gases. Method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2470590A JPH03229133A (en) | 1990-02-02 | 1990-02-02 | Method for evaluating and testing ceramics |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2470590A JPH03229133A (en) | 1990-02-02 | 1990-02-02 | Method for evaluating and testing ceramics |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03229133A true JPH03229133A (en) | 1991-10-11 |
Family
ID=12145597
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2470590A Pending JPH03229133A (en) | 1990-02-02 | 1990-02-02 | Method for evaluating and testing ceramics |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03229133A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006071504A (en) * | 2004-09-02 | 2006-03-16 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | Corrosion thinning testing device and corrosion thinning test method |
JP2010237197A (en) * | 2009-03-10 | 2010-10-21 | Murata Mfg Co Ltd | Breaking strength measuring device and breaking strength measuring method |
US8513020B2 (en) * | 2009-12-08 | 2013-08-20 | National Oilwell Varco, L.P. | Corrosion testing apparatus and methods |
WO2014181600A1 (en) * | 2013-05-10 | 2014-11-13 | 株式会社島津製作所 | Material-odor-assaying device, assaying retainer used therein, and material-odor-testing method used with said material-odor-assaying device |
-
1990
- 1990-02-02 JP JP2470590A patent/JPH03229133A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006071504A (en) * | 2004-09-02 | 2006-03-16 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | Corrosion thinning testing device and corrosion thinning test method |
US8105533B2 (en) | 2004-09-02 | 2012-01-31 | Central Research Institute Of Electric Power Industry | Apparatus for measuring corrosion loss |
JP2010237197A (en) * | 2009-03-10 | 2010-10-21 | Murata Mfg Co Ltd | Breaking strength measuring device and breaking strength measuring method |
US8513020B2 (en) * | 2009-12-08 | 2013-08-20 | National Oilwell Varco, L.P. | Corrosion testing apparatus and methods |
WO2014181600A1 (en) * | 2013-05-10 | 2014-11-13 | 株式会社島津製作所 | Material-odor-assaying device, assaying retainer used therein, and material-odor-testing method used with said material-odor-assaying device |
JPWO2014181600A1 (en) * | 2013-05-10 | 2017-02-23 | 株式会社島津製作所 | Material odor test apparatus, and test fixture and material odor inspection method used therefor |
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