セラミックス強度のばらつき評価―コンピューターで効率化：横浜国立大学/物質・材料研究機構
(2018年2月27日発表)
横浜国立大学と（国）物質・材料研究機構は2月27日、変形しにくく一定以上の力で突然壊れてしまう脆性（ぜいせい）材料「セラミックス」の強度のばらつきをコンピューターで評価する手法を開発したと発表した。ジェットエンジンなど高い信頼性が求められるセラミックスの解析にかかる時間とコストを大幅に削減できると期待している。
セラミックスは軽量で耐熱性・耐酸性が強く、次世代航空機エンジンなど高度な安全性が求められる部材への実用化が期待されている。ただ、セラミックスは外力による破壊では確率的な挙動を示し、同一の生産工程で作られたものでもサイズや品質によって強度にばらつきが生じやすく品質管理が難しいとされている。そのため内部の欠陥（キズ）分布や粒形などの微視的な組織条件から、強度のばらつきを予測する手法の開発が求められていた。
研究チームは今回、電子顕微鏡による画像観察で得られたセラミックス内部の微小欠陥や粒径、密度などの組織の情報から、コンピューターによる数値シミュレーションでセラミックスの破壊強度がどの程度ばらついているかを再現することに初めて成功した。
セラミックスの強度評価では、これまで個々のセラミックスによる強度のばらつき具合を試験し多くの時間をかけて評価してきた。それに対し、今回はセラミックスの密度や欠陥、粒形などの微視的な組織条件から強度のばらつきが数値シミュレーションで評価できるため、品質管理の効率化につながるという。
