2018 Fiscal Year Annual Research Report
Electromagnetic nondestructive evaluation of FRP adhesive interface debonding by using conductive DLC as built-in type probe
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16H04287
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
高木 敏行 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (20197065)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小助川 博之 東北大学, 流体科学研究所, 助教 (00709157)
内一 哲哉 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (70313038)
三木 寛之 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 准教授 (80325943)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 渦電流探傷法 / 導電性ダイヤモンドライクカーボン / 接着接合 / 電磁非破壊評価 / 繊維強化プラスチック / 電磁センサ / 非接触型インジケータ / 多層薄膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、繊維強化複合材料の接着界面に生じる剥離損傷を外部から検出できる電磁非破壊評価法の開発を目指す。本研究課題を達成するため、耐環境性を有する金属含有導電性ダイヤモンドライクカーボン(Me-DLC)薄膜を接着界面に埋め込んで非接触型インジケータとし、電磁誘導現象を利用してMe-DLCインジケータに生じる渦電流信号の変化を計測することで、界面の損傷状態を評価する手法を考案している。当該年度は、実施計画の段階ではMe-DLCパターンを成膜した接着フィルムをガラス繊維強化プラスチック平板上に配置し、引張試験によってこれにき裂損傷を与える際に生じるMe-DLCパターンの渦電流信号の変化を捉え、き裂進展長さと渦電流信号の定量的相関性を得ることを目標としていた。しかしながら、Me-DLCの渦電流信号強度が弱く、Me-DLCパターンに生じるき裂損傷進展を捉えるだけの十分な信号ノイズ比を得られなかったことから、Me-DLCの渦電流信号強度を上げるため、その電磁特性(比透磁率)を向上させる手法の開発に取り組むこととなった。
具体的には、コバルト含有ダイヤモンドライクカーボン(Co-DLC)に厚さが2ナノメートル程度の非磁性・非導電性であるa-C:H薄膜層を複数導入して多層構造とすることで、比透磁率を46%程度上昇させ得ることを明らかにした。この現象は薄膜における磁壁と磁気モーメントの効果によるものと考えられ、a-C:H層の厚さを変えることでその効果の程度を制御できると考えられている。比透磁率は渦電流信号強度に大きく影響することから、多層Co-DLCをインジケータとして用いることで、接着部におけるき裂進展を捉える十分な性能を実現できると考えられる。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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