JIS R 1644:2002 長繊維強化セラミックス複合材料の弾性率試験方法

R 1644 : 2002

まえがき

  この規格は,工業標準化法に基づいて,日本工業標準調査会の審議を経て,経済産業大臣が制定した日
本工業規格である。
  この規格の一部が,技術的性質をもつ特許権,出願公開後の特許出願,実用新案権,又は出願公開後の
実用新案登録出願に抵触する可能性があることに注意を喚起する。主務大臣及び日本工業標準調査会は,
このような技術的性質をもつ特許権,出願公開後の特許出願,実用新案権,又は,出願公開後の実用新案
登録出願にかかわる確認について,責任はもたない。

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――――― [JIS R 1644 pdf 1] ―――――

                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                            R 1644 : 2002

長繊維強化セラミックス複合材料の弾性率試験方法

Testing methods for elastic modulus of continuous fiber-reinforced ceramic matrix composites

1. 適用範囲 この規格は,構造材料,機械部品などの耐熱高強度材料として使用される,二次元の直交
異方性体と考えられる長繊維強化セラミックス複合材料の常温における弾性率試験方法について規定する。
2. 引用規格 次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成す
る。これらの引用規格は,その最新版(追補を含む)を適用する。
    JIS B 0601 製品の幾何特性仕様 (GPS) −表面性状 : 輪郭曲線方式−用語,定義及び表面性状パラメ
        ータ
    JIS B 0621 幾何偏差の定義及び表示
    JIS B 7502 マイクロメータ
    JIS B 7503 ダイヤルゲージ
    JIS B 7507 ノギス
    JIS B 7721 引張試験機−力の検証方法
    JIS K 7100 プラスチック−状態調節及び試験のための標準雰囲気
    JIS R 1600 ファインセラミックス関連用語
    JIS Z 8401 数値の丸め方
3. 定義 この規格で用いる主な用語の定義は,JIS R 1600によるほか,次による。
a) 長繊維強化セラミックス複合材料 セラミックス系の連続繊維又はその織物で強化し,基材もセラミ
    ックス系である複合材料。強化繊維の配向状態によって,1方向強化 (UD),2方向強化 (2D),板厚方
    向を含む3方向強化 (3D) 複合材料と呼ぶものとする。
b) 引張弾性率 試験片に引張荷重を加えて,それによって生じる弾性変形を測定し,得られた応力とひ
    ずみの関係から求められる弾性率。3.e)に示す繊維方向弾性率,繊維直角方向弾性率,繊維方向面内
    せん断弾性率の総称。
c) 静的曲げ弾性率 試験片に静的な曲げ荷重を加えて,それによって生じる弾性変形を測定し,得られ
    た応力とひずみ又は変形の関係から求められる弾性率。
d) 曲げ振動弾性率 試験片に曲げの強制振動を与えて,その共振周波数から求められる弾性率。
e) 繊維方向弾性率 注目している繊維の方向と平行な方向に切り出した試験片について測定された引張
    弾性率。

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f)  繊維直角方向弾性率 注目している繊維の方向と直角な方向に切り出した試験片について測定された
    引張弾性率。
g) 繊維方向面内せん断弾性率 複合材の平面内で,注目している繊維の方向と平行な方向にせん断荷重
    が作用したときのせん断弾性率。
h) 繊維方向ポアソン比 注目している繊維の方向と平行な方向に切り出した試験片の引張試験時に生じ
    た荷重と直角な方向のひずみと,荷重方向のひずみの比の符号を反転させたもの。
i)  ひずみ 試験片の標点間距離の変化量を元の標点間距離で除した無次元量。
j)  構造ユニットセル 複合材料の強化体の織物構造などで規定される,繰り返し出現する構造の幾何学
    的な最小単位。
k) ゲージ部 試験片のタブはり付け部とタブ近傍の応力変動部分を除く平行部。タブなし試験片の場合
    には,つかみ部を除く平行部。
4. 試験法の区分及び適用方針 この規格では,引張試験による弾性率試験方法を基本とし,次の順位の
試験方法として静的曲げ試験を採用するものとする。やむを得ず更に別の方法を用いる必要があり,一定
の条件を満足するとき,曲げ振動試験によって弾性率を測定することも可能なものとする。引張弾性率と
しては,繊維方向弾性率,繊維直角方向弾性率,繊維方向面内せん断弾性率及び繊維方向ポアソン比の4
種の弾性率を計測するものとする。
5. 試験片の乾燥並びに試験温度及び湿度 次の6.,7.,8.の試験時における試験片の乾燥条件,試験時の
温度・湿度条件を次に規定する。
5.1   試験片の乾燥
5.1.1  乾燥器 乾燥器は,温度を105120℃に保つことのできる電気恒温槽を用いる
5.1.2  化学天びん 乾燥時の質量測定には,感量5mgでひょう量100200gのもの,又はこれと同等以
上の精度をもつものを用いる。
5.1.3  乾燥方法 試験片は,あらかじめ105120℃で恒量になるまで乾燥する。化学天びんを用いて重
量を計測し,測定した質量に10mg以上の変化が現れなければ恒量とする。
5.2   試験温度及び湿度 試験は,JIS K 7100に規定する標準温度状態2級及び標準湿度状態2級[温度
23±2℃及び相対(湿度50±5)%]の室内で行う。
6. 静的引張弾性率試験方法
6.1   装置及び器具
6.1.1  試験機 試験機は,試験中にクロスヘッド移動距離を一定に保つもので,次の条件を具備するもの
を用いる。
a) つかみ具 つかみ具は,試験片を試験機の可動部及び固定部に確実に保持できる二つの金属製のもの
    とする。試験中に荷重を加えたとき,試験片の長軸と二つのつかみ具の仮想中心線とが一致するよう
    に,つかみ具を試験機の可動部及び固定部に取り付ける。つかみ具は,自動調心形が望ましい。つか
    み具は,試験中に試験片がすべりを起こさず,かつ,破壊するまで偏りがないことが必要である。つ
    かみ面は,試験中に試験片に対して一定の締付け圧を保持するものか,又は荷重の増加に従って締付
    け圧が増加するものが好ましい。
b) 荷重指示計 荷重指示計は,試験中に試験片に与えられた引張荷重を時間経過に伴い指示することが

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                                                                                   R 1644 : 2002
    できるものとし,設定した試験速度においてその精度が±1%又はそれ以上の精度で指示できる機構と
    する。
6.1.2  伸び計 伸び計は,設定した試験速度において,試験中のゲージ間距離の変化を連続的に記録でき,
かつ,指示値の±1%又はそれ以上の精度で指示できる機構とする。
6.1.3  ひずみ指示計 ひずみ指示計は,ひずみゲージによって試験中のひずみ量の変化を連続的に記録で
き,かつ,指示値の±1%又はそれ以上の精度で指示できる機構とする。
6.1.4  ひずみゲージ ひずみゲージは,試験中のひずみ量の変化のすべてを時間経過に伴って記録できる
ものとし,設定した試験速度において±1%又はそれ以上の精度で指示できる機構のもの。また,ひずみゲ
ージのゲージ長さは,構造ユニットセル2個以上の長さとなるものを使用する。
6.2   寸法測定器
6.2.1  マイクロメータ マイクロメータは,試験片の幅及び厚さを測定するもので,JIS B 7502に規定す
る外側マイクロメータの測定範囲025mmのもの又はこれと同等以上の精度のものとする。
6.2.2  ノギス ノギスは,試験片の長さを測定するもので,JIS B 7507に規定するノギスで,最大測定長
300mm, 最小読取り値0.05mmのもの,又はこれと同等以上の精度のものとする。
6.3   試験片
6.3.1  試験片の形状及び寸法 試験片は,次の3種類を例示する。試験片の形状及び寸法の例を図1に示
す。
a)   形試験片 I形試験片は,2D及び3D材料の試験に用いる。
b)   I形試験片 II形試験片は,主にUD材料の繊維方向及び異方性の顕著な材料の強度の高い方向の試
    験に用いる。
c)   II形試験片 III形試験片は,面内せん断弾性率の試験に用いる。

――――― [JIS R 1644 pdf 4] ―――――

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                                        図1 試験片の例

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