強磁場印加による炭素繊維の高強度化

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12555187
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 浅井 滋生 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (80023274)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小川 博靖 東邦レイヨン, 三島工場, 主任研究員 ; 佐々 健介 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (30101166) ; 岩井 一彦 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (80252261)
• Keywords: 材料電磁プロセッシング / 材料工学 / 材料プロセッシング / 電磁気学 / 強磁場 / ピッチ / 結晶配向 / 複合材

Research Abstract

PAN系炭素繊維の繊維製造工程の一工程である炭素化工程に強磁場を印加しつつ1500℃で炭化繊維を作製した.その繊維をさらに高温度で無磁場下で黒鉛化し,黒鉛の配向を試みたが配向に及ぼす磁場の効果を明らかにできなかったものの,炭素繊維の強度を約1000Mpa向上させることに成功した.この要因を明らかにするために,試料のラマン分光分析を行い繊維の結晶状態を予測したり,引張試験を行って得られた結果よりワイブル分布曲線を描いて考察を試みた.その結果,反応の進行中に生ずるラジカル反応に磁場が作用し,反応の進行と共に形成する炭素六員環の配列が整然化したものと推測した.
今後,さらなる,研究の積み重ねによって,より強度の高い炭素繊維製造条件の可能性とその条件の把握が必要である.
ピッチ系炭素繊維の酸化工程を強磁場中で行うと,メソフェイズ小球体の生成が促進されたり,粒径が大きくなることを見出した.さらに,メソフェイズ小球体の生成温度が磁場印加によって低下することも見出した.
得られた小球体の分離技術の開発と小球体の黒鉛化を行い,電池の高効率な電極材の開発の可能性が見出された.

Research Products

• [Publications] 成〓圭,佐々健介,田川哲哉,浅井滋生,小川博靖,堂山昌男,山田恵彦: "炭素繊維の強度に及ぼす炭素化過程における強磁場印加の効果"村料とプロセス. 13・4. 915 (2000)
• [Publications] 浅井滋生,佐々健介,鳥居武史: 配列構造などが制御されたメソフェーズ小球体の製造方法(特願2000-46935).