2015 Fiscal Year Annual Research Report
界面微細加工組織制御を応用したプラスチックと金属の異材摩擦重ね接合と接合機構解明
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26820326
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
永塚 公彬 大阪大学, 接合科学研究所, 特任助教 (70720902)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 界面微細加工組織制御 / 表面改質 / 摩擦重ね接合 / 炭素繊維強化熱可塑性樹脂 / 金属 / 異材接合 / 有限要素法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. 炭素繊維強化熱可塑性樹脂(CFRTP)とAl合金A5052の摩擦重ね接合(FLJ)を行い、接合特性に及ぼすAl合金側へのレーザ表面微細加工、ショットブラスト、サンドブラスト、エメリー紙による研磨、アルマイトおよびシランカップリング等の表面処理の影響について検討を行った。これらの中では、サンドブラスト、湿式研磨、アルマイトおよびシランカップリング処理を施した場合は、受入材を用いた場合に比べて著しく接合強度が増加し、シランカップリング処理を施した場合では、CFRTP板で母材破断を呈する程の強固な接合が可能となった。また、アルマイト皮膜中に形成されるポアの径を制御し、これが接合強度に及ぼす影響を検討し、表面の化学組成と凹凸形状を同時に制御する表面処理の有効性を明らかにした。
2. 炭素鋼SPCC、ステンレス鋼SUS304、工業用純チタン、Mg合金AM60、AMXS6020、AZ31、AZX911等とCFRTPのFLJによる異材接合を試み、それぞれ接合条件を最適化することで接合が可能となることを明らかにした。また、SPCCおよびSUS304については、金属側にショットブラスト、サンドブラスト、エメリー紙による研磨およびシランカップリング処理等の表面処理を適用し、その有効性を検討した。これらの金属でもシランカップリング処理を施した場合では、CFRTP板で母材破断を呈する程の強固な接合が可能となった。
3. TEMによる微細構造解析およびXPSによる表面化学状態分析より、金属とCFRTPの接合メカニズムについて検討を行った結果、金属表面の酸化皮膜とCFRTP中の極性官能基を有する樹脂の相互作用による結合が接合に寄与することを明らかにした。さらに、シランカップリング処理を施すことでシランカップリング層を介して、これらが化学的結合力により強固に接合されることを明らかにした。
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Research Products
(22 results)
