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2012 Fiscal Year Annual Research Report

グラフェン表面への意図的ナノ炭化物の析出とCNT/マトリックス界面の荷重伝達制御

Research Project

Project/Area Number 23656445
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

川崎 亮  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50177664)

Keywordsカーボンナノチューブ / CuCr合金粉末 / 酸処理 / クロム炭化物 / 界面制御 / 荷重伝達 / 引張り強度
Research Abstract

昨年に引続き、カーボンナノチューブ(CNT)の表面処理により、グラフェン表面に、ある程度制御されたナノサイズの表面欠陥を導入し、そこへ意図的にCr炭化物の局所的析出を試みた。
CNTが均一に分散したCuCr/CNT複合材料を作製し、炭化物形成による界面結合性を確かめるために引張り強度を評価した。Crを添加していないCu/1%CNT複合材料の場合、引張り強度はCuより減少し、破断面でも引き抜かれたCNTが観察され、CNTのCuマトリックス間の弱い界面結合性によりマトリックスからCNTへの効果的な荷重伝達が生じなかったことが引張り強度の減少の原因と考えられる。一方、CuCr/CNT複合材料の場合、測定した引張り強度はCuCrに比べ、CNTの含有量の増加に伴い高い値を示した。また、破断面のCNTでは、内部層が現れたものと朔性変形したCNTも観察され、CNTの外面の破壊が生じCNT内部層が引抜かれた結果で、マトリックス側の荷重がCNTに伝達され破断したものと考えられる。TEM観察により、Cr炭化物の形成を確認した。また、CuCr/CNT複合材料の熱膨張係数は体積分率の増加と共に熱膨張係数は減少する傾向にあった。従って、マトリックスとCNTの界面でのCr炭化物の生成によって、界面結合性が改善されたことを裏付ける結果と考えられる。
これらの結果から、Crを微量添加することにより、界面にCr炭化物が生成され、界面結合性が改善できたと考えられる。

  • Research Products

    (6 results)

All 2012

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Effective load transfer by a chromium carbide nanostructure in a multi-walled carbon nanotube/copper matrix composite2012

    • Author(s)
      Seungchan Cho
    • Journal Title

      Nanotechnology

      Volume: 23 Pages: 315705

    • DOI

      10.1088/0957-4484/23/31/315705

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dual-nanoparticulate-reinforced aluminum matrix composite materials2012

    • Author(s)
      Hansang Kwon
    • Journal Title

      Nanotechnology

      Volume: 23 Pages: 225904(9pp)

    • DOI

      10.1088/0957-4484/23/22/225704

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 混酸処理したMWCNTの形態観察およびラマン分光分析2012

    • Author(s)
      小島 知也
    • Organizer
      粉体粉末冶金協会秋季大会(第108回)
    • Place of Presentation
      立命館大学 びわこ・くさつキャンパス エポック立命21
    • Year and Date
      20121120-20121122
  • [Presentation] ナノ粒子被覆カーボンナノチューブの放電プラズマ焼結による高分散銀/カーボンナノチューブ複合材料の作製2012

    • Author(s)
      菊池 圭子
    • Organizer
      粉体粉末冶金協会春季大会(第105回)
    • Place of Presentation
      京都工芸繊維大学
    • Year and Date
      20120522-20120524
  • [Presentation] MWCNT‐Al複合材料におけるMWCNT/Al界面の炭化物形成および形態2012

    • Author(s)
      方 素羅
    • Organizer
      粉体粉末冶金協会春季大会(第105回)
    • Place of Presentation
      京都工芸繊維大学
    • Year and Date
      20120522-20120524
  • [Presentation] 金属ガラス固化成形時の液相成分が再配列に及ぼす影響2012

    • Author(s)
      佐野 謙太
    • Organizer
      粉体粉末冶金協会春季大会(第105回)
    • Place of Presentation
      京都工芸繊維大学
    • Year and Date
      20120522-20120524

URL: 

Published: 2014-07-24  

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