カーボンナノチューブのナノネットワーク構造制御による複合材料の高性能化

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18760078
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 島村 佳伸 静岡大学, 工学部, 助教授 (80272673)
• Keywords: カーボンナノチューブ / 複合材料 / 配向制御 / テクスチャ解析

Research Abstract

本年度は顕微鏡下で交流電場を印可しながらカーボンナノフィラー/エポキシ複合材料を成形してその場観察を実施し,交流電場によりカーボンナノフィラーが一方向に配向した複合材料の成形が可能かどうかをまず検討した.次に,カーボンナノフィラーの重量含有率,印可電場の大きさおよび周波数が配向に及ぼす影響について検討した.さらに,カーボンナノフィラーがなす微視構造について画像解析の一種であるテクスチャ解析を実施して微視構造の定量化を試み,微視構造の時間変化および上記のパラメータの影響について考察を行った.その結果を以下にまとめる.
1.カーボンナノフィラー/エポキシ複合材料の成形時に一定値以上の交流電場を印可することにより電場印可方向にカーボンナノフィラーが配向した複合材料を成形可能なことを明らかにした.配向に要する時間は数分程度しか要しない.
2.交流電場によるカーボンナノフィラーの配向におよぼす含有率,印可電場の大きさおよび周波数の影響を検討した.
(1)含有率の増加と共に,配向に必要な電圧が増加する.また一定量の含有率以上では,配向は観察されない.
(2)印可電場の大きさが大きくなると,カーボンナノフィラーがなすネットワーク構造の目が粗くなる傾向が見られた.
(3)周波数の影響は,周波数が著しく低い場合を除いてほとんど影響がない.
3.複合材料成形過程におけるカーボンナノフィラーがなすネットワーク構造の形態の定量化手法としてテクスチャ解析が有効であることを明らかにした.