2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Thin Coating film of nano C/C Composite with Bacterial Cellulose and Tribology Properties
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15K05670
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| Research Institution | Fukushima University |
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Principal Investigator |
小沢 喜仁 福島大学, 共生システム理工学類, 教授 (00160862)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渋谷 嗣 秋田大学, 理工学研究科, 教授 (00154261)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 複合材料 / バクテリア・セルロース / 摺動材料 / 摩擦・摩耗 / 機能性皮膜形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成30年度においては，平成29年度における代表者の管理職業務が多忙化から研究期間延長申請を行い，バクテリアセルロースを用いたナノC/Cコンポジット機能性皮膜の形成技術の構築を目指して，これまでの研究成果を総合して検討するとともに，下記の項目について計画的に研究を行い，研究成果を得た．
（１）C/Cコンポジット皮膜における新たな機能性の発現に関する検討；これまでの研究の成果を総合して，2種類の皮膜成形法を開発してフェノール樹脂焼成基材に皮膜形成が可能となった．製作した皮膜に関する摩擦摩耗特性を評価して，皮膜形成可能な材料成型・焼成条件を調査し，C/Cコンポジット材料自身と基材に施した皮膜は同等の摺動特性を有することを明らかにし，またBC含有量が摺動特性に及ぼす影響も明らかにした．なお，粉体化処理および第3成分添加による特性の変化についても継続して検討を行っている．
（２）C/Cコンポジット皮膜における接触面の様相と摩擦摩耗特性の弾性数理解析；BCを強化材とした複合材料の摩擦磨耗特性を調べるため，複合材料の微視的・巨視的構造を組み合わせたモデルを作成して，押し込み圧子近傍の試料モデルに関する均質化理論とマルチスケール解析を用いて，複合材料に関する引っかき試験のシミュレーションを行った．材料の微視的性質と引っかき試験における荷重特性および摩擦係数との関係について明らかにし，考案したランダム性構造や層状構造を有する天然繊維網構造の力学モデルによる理論解析の妥当性を確認するとともに，摺動試験の実験結果より観察される摩耗メカニズムの検証を行った．
これらの研究成果は，機能性材料と構造の力学に関するアジア国際会議ACMFMS2018などにおいて研究発表を行い，この分野を専門とする国内外の研究者らと質疑応答を行った。
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