セラミック曲げ強度試験治具 (ASTM C1161)

型番：WTF-CF（ステンレス製）

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図1：セラミック製の曲げ強度試験治具（フルアーティキュレーション）。

セラミックの曲げ強さ試験は、主にASTM規格C1161（参考文献1）によって規定されています。このASTM規格では、20mm、40mm、80mmの3種類の支持スパンに対応する特定の試験片サイズを定義しており、それぞれConfigurations A、B、Cと呼ばれています。これらの構成では、それぞれ厚さ1.5mm、3.0mm、6.0mmの試験片を使用します。3点または4点荷重で、半関節または全関節の試験治具を使用することができる。アーティキュレーションの目的は、試験片が焼成されたままの状態で試験されることが多いため、試験片のねじれや平面度の不足に対応することである。

図1に示すように、4点で完全関節型のローディングを行う構成Bが、圧倒的によく使用される構成である。 フィクスチャーの複雑さ、ひいてはコストが完全関節型ローディングの場合と比べてさほど変わらないため、半関節型ローディングを使用する理由はほとんどない。 セミアーティキュレーテッド・フィクスチャーの例をFig.2に示す。

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図2：半関節式3点曲げ治具（左），半関節式4点曲げ治具（右）。

また、セラミックスとその複合材料の曲げ試験に関するASTM規格が他にもあります。 例えば、ASTM C1341（参考文献2）は、特にセラミック複合材料に対応しています。 この規格では、さまざまな試験片サイズと支持スパン/試験片厚さ比が認められています。 3点荷重と4点荷重の両方を使用することができます。

ASTM C1211（参考文献3）はASTM C1161を高温試験用に拡張したものである。ASTM C1421 (参考文献4)は、破壊靭性試験用に拡張されたものである。 しかし、試験治具はASTM C1161のものと同じです。ワイオミング試験治具は、これらの規格のいずれにも対応する試験治具を設計・製作することができます。

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図3：ミニチュア版セラミック曲げ試験治具

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図4：4点曲げ試験のミニチュア版

追加情報のソース。

1) ASTM Standard C1161-13（2013）、「常温におけるアドバンストセラミックスの曲げ強さ」、American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania（初版は1990年）。

2) ASTM Standard C1341-13 (2013), "Flexural Properties of Continuous Fiber-Reinforced Advanced Ceramic Composites", American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennylvania (1996年初版発行).

3) ASTM規格C1211-13（2013）「高温における先進セラミックスの曲げ強さ」、米国材料試験協会（American Society for Testing and Materials）、ペンシルベニア州ウェストコンショホッケン（West Conshohocken）（1983年発行のMIL-STD 1942の更新版として1990年に初版が発行された）。

4) ASTM規格C1421-10（2010）「常温におけるアドバンストセラミックスの破壊靭性の測定」（American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania）（初版は1999年）。