Improving Wear Resistance of Fiber Reinforced Composites at High Temperature by Adding Nanocarbons
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20K04241
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 18040:Machine elements and tribology-related
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | 炭素ナノ粒子 / 複合材料 / CFRP / 耐摩耗特性 / トライボロジー / 高温摩擦特性 / 摩擦特性 / 耐摩耗性 / グラファイト粒子 / ナノ粒子 |
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| Outline of Research at the Start |
カーボンファイバー等、繊維で強化された樹脂(繊維強化複合材料)は、軽量・高強度なため構造材だけでなくエンジン周辺の機械摺動部材にも適用できれば、重量削減に加え振動・エネルギー損失に対して効果が高い。しかし、母材樹脂の耐熱性に乏しく、エンジン周辺の高温環境下で耐摩耗性が著しく低く、高温の摺動部材に用いられていない。適用のためには、耐熱性と摺動特性を付与でき、分散性に優れた材料の樹脂添加が最適と思われるが、見出されてこなかった。本研究ではナノ球状グラファイト粒子をエポキシ樹脂に均一に分散し、その樹脂で繊維強化複合材料を合成することで高温環境下での摩擦・摩耗特性の飛躍的な向上を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
The addition of nanocarbons to base resin improved high-temperature wear resistance of resin. The degradation of wear resistance at high temperature decreased less than 1/10. Although the mechanism of the improvement of wear resistance was not yet clear, it was expected that the nanoparticles reduced the frictional heat generation by providing lubrication and suppressed the temperature rise at the friction interface by improving thermal conductivity of the resin.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
高い伝熱性と摺動性を有するナノ粒子の樹脂への分散によって，蓄熱が生じやすい摩擦摺動下において熱伝導性と摺動性の向上による摩擦メカニズムが明らかになった．一方，高温環境下での耐摩耗性を大きく向上できる繊維強化複合材料に高温耐摩耗性を付与できれば，摺動部材にも適応範囲が広がり，機械部材の軽量化に貢献できる．
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Report
(4 results)
Research Products
(24 results)
