1991 Fiscal Year Annual Research Report
異形端末を有する金属繊維を用いた耐熱機能性複合材料の開発
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01550059
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
中川 隆夫 神戸大学, 工学部, 教授 (80031045)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
徳納 久睦 神戸大学, 工学部, 助手 (90031137)
猪飼 靖 神戸大学, 工学部, 助教授 (40031108)
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| Keywords | 異形端末繊維 / 高温強度 / 片面強度 |
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| Research Abstract |
最終年度は動的特性として重要な疲労強度を検討した。引張特性を調べたときと同様の試験片を用いて、片振り引張疲労試験を行った。異形端末繊維を含まないものの疲労強度は小さく、不飽和ポリエステルで40MPa(160℃),ナイロン12(60℃)で30MPaにすぎないが、異形端末繊維を添加したものは強度が大幅に増大した。不飽和ポリエステルでは10^4回繰返数での強度は20%の増大がみられたが、10^6回以上の繰返数ではsーn線図の傾きが0に近いため寿命の差異が不明であった。一方ナイロン12ではどの応力でも大きな改善がみられ、10^7回繰返数での強度を比較すると25%の増大がみられた。これについてそれぞれの材料のεーn線図を検討したところ、異形端末繊維を添加したナイロン12のひずみ振幅はどの寿命域でもほぼ1.0%近くを示しており、これに鋼の弾性係数を掛けると繊維の応力は2,100MPaとなった。添加する母材の弾性率が低いほど繊維にかかる応力は大きくなり異形端末繊維の利用効率が優れていることになる。一方、不飽和ポリエステルでは疲労負荷のような低応力では異形端末繊維添加材と未添加材の弾性係数に大差がなく、疲労負荷時には繊維の応力負担がそれほど大きくないため、寿命は母材の強度に律則されるものと考えられる。
「異形端末を有する金属繊維を用いた耐熱性機能性材料」は母材の軟化温度付近の引張強度を増大させた。疲労強度についても命寿の増大が見られた。特にナイロン12の場合疲労限強度が25%も上昇し、熱可塑性樹脂複合材への適用の有効性が示された。
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