2010 Fiscal Year Annual Research Report
形状自由度の高い多機能金属基複合材料製造プロセスの開発
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21560771
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
佐々木 元 広島大学, 大学院・工学研究院, 教授 (30192595)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松木 一弘 広島大学, 大学院・工学研究院, 教授 (30253115)
崔 龍範 広島大学, 大学院・工学研究院, 助教 (00457269)
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| Keywords | 複合材料 / アルミニウム合金 / 低圧含浸法 / 炭素繊維 / 熱伝導性 / 界面反応 / アルミナ繊維 |
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| Research Abstract |
溶融アルミニウムの多孔体プリフォーム中への、含浸シミュレーションの展開については、実用に耐えうるシミュレーションを構築する上で以下の項目について研究を実施した。(1)いくつかの単純形状のプリフォームモデルを用いて内部にガスが残存しないような一方向充填の最適プロセス条件を明らかにした。(2)圧力低減化可能な含浸条件の最適化を試みた。
含浸圧低減化の模索および高速化手法の検討を行った。以前、検討した低圧含浸用プリフォームを用いて、アルミニウム合金の含浸性に対して検討を行った。銅粉末と炭素繊維から作製した低圧含浸用プリフォームを用いて、含浸挙動および緻密化についての検討を行った。また、作製した複合材料の熱伝導性、熱膨張係数を測定し、放熱板への展開を検討した。更に、シリカを含有したアルミナ粒子に対する低圧含浸性についても検討を行った。シリカ成分の含有は、マトリックスがアルミニウムの場合、濡れが良いという利点があるが、一方で反応の制御が問題となる。その為、含浸時の温度、含浸速度を制御する必要がある。そこで、鋳型内雰囲気、真空度制御の実験的検討と、シミュレーションによる最適化を行った。
実験による含浸挙動の解析を行った。プリフォーム中の各場所に、熱電対を設置し、低圧含侵時に溶融金属が到達した時に、温度が急激に変化することを利用し、プリフォーム中の溶融金属の含侵挙動を実験的に明らかにした。また、実験とシミュレーションの比較を行い、シミュレーションの妥当性を評価した。
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