Spatially distribution of crystallinity in the heat-affected zone of thermoplastic CFRP due to local heating

• Project/Area Number: 23K26005
• Project/Area Number (Other): 23H01310 (2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 18020:Manufacturing and production engineering-related
• Research Institution: Akita University
• Principal Investigator: 山口 誠 秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (90329863)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 島田 敏宏 北海道大学, 工学研究院, 教授 (10262148) ; 村岡 幹夫 秋田大学, 理工学研究科, 教授 (50190872)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥19,240,000 (Direct Cost: ¥14,800,000、Indirect Cost: ¥4,440,000); Fiscal Year 2025: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2024: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2023: ¥12,610,000 (Direct Cost: ¥9,700,000、Indirect Cost: ¥2,910,000)
• Keywords: 加工変質層 / 熱影響部 / 炭素繊維複合材料 / ラマン散乱分光法 / 材料評価 / ラマン分光法 / 表面分析

Outline of Research at the Start

高分子と炭素繊維が空間的に近接して存在している炭素繊維強化高分子における局所加熱の際に，CFRPの機械的特性に大きな影響を及ぼす母材の結晶化度の空間不均一分布を明らかにするために，顕微ラマン分光法にて，加熱による温度と結晶化度の空間分布を評価することが本研究の目的である．具体的には，①局所加熱中のその場温度計測と結晶化度評価可能な低波数顕微ラマン散乱分光システムの構築，②局所加熱によって生じる温度分布，冷却過程などの温度分布の有限要素シミュレーション，および低波数振動モードの分子動力学シミュレーション，③模擬試料も含めた熱可塑性CFRPの局所加熱による結晶化度の空間分布を解明する．