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軽量で低周波音にも有効な新方式の炭素繊維強化騒音シールドパネルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 09555199
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 複合材料・物性
研究機関東京工業大学

研究代表者

住田 雅夫  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (30016654)

研究分担者 古畑 研一  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (10016587)
浅井 茂雄  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (80212463)
徳島 忠夫  ヤマハ(株)材料研究所, 技師長
研究期間 (年度) 1997 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
12,300千円 (直接経費: 12,300千円)
1999年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
1998年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
1997年度: 9,700千円 (直接経費: 9,700千円)
キーワード騒音シールドパネル / 圧電・導電効果 / PVDF / 音響透過損失 / 共振回路 / モノドメイン構造 / 気相法炭素繊維 / 有機ハイブリッド材料 / 防音パネル / 圧電分散型有機ハイブリッド / 炭素繊維 / 有機誘電体 / 力学的損失正接 / 塩素化ポリエチレン / BaTiO_3 / DZ / インダクタンス / 負性容量 / 垂直吸音率 / 圧電性高分子フィルム / シアノエチル化ヒドロキシエチルセルロース / 制振効果 / 動的粘弾性特性 / 共振周波数 / 非線形効果 / 垂直入射音の透過損失
研究概要

騒音シールドパネルの防音機構はシールドパネルを構成する高分子複合材料が圧電・導電効果に基づく制振・防音特性を発現するためである。3系列の圧電複合材料防音シールド材料として検討された。
1.圧電性高分子フィルムPVDFに導電層や外部電気回路を付加した系において、力学振動エネルギーの良好な減衰特性を発現し、150Hz,200Hz,250Hzの低周波域でフィルムに共振回路の導入により約10dBの音響透過損失が観測された。
2.有機誘電体DZが塩素化ポリエチレンCPEのマトリックス内でモノドメイン構造を形成し、制振特性を示すことが明らかになった。更に複合材料の損失係数が歪みの減少と共に増大することが観測され、材料の成形加工条件を選択することや多層化により500Hz以下の低周波域での垂直吸音率が従来のマイカ等を分散させた複合材料に比して顕著に増大することがわかった。このような有機ハイブリッド材料に気相法炭素繊維VGCFを3%添加することにより損失係数を低下させることなく複合材料の弾性率を顕著に増大させることが明にされた。炭素繊維添加有機ハイブリッド材料は無添加の有機ハイブリッド材料に比して高周波域の音響透過損失に有効であることがわかった。
3.無機圧電体を含むCPE/BaTiO3/VGCFの系では制振特性はVGCFの体積分率8%で極大を示し、これはこの複合材料のパーコレーションしきい値近傍であり、通常材料と比して400Hz以下で音響透過損失が増大することが観測された。

報告書

(4件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (15件)

  • [文献書誌] 浅井茂雄,住田雅夫,金子核他: "圧電・導電複合材料の制振特性:マトリックスのメルトインデックスの効果"材料科学. 34. 244-249 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 住田雅夫: "有機ハイブリッド材料の可能性"ポリファイル. 35. 86-89 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 張 誠: "Electrical and Damping Behaviors of CPE/BaTiO_3/CF"Composites Interface. (発表予定). (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 住田雅夫、金子核: "圧電・導電複合材料:その制振・音響特性"材料科学. 37(印刷中). (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masao Sumita, Shigeo Asai, Hajime Kaneko: "New Damping Materials from Piezoelectric Dispersion Type Polymer Composites"Proceeding of The China-Japan Seminar on Advanced Engineering Plastics, Polymer Alloys and Composites. 150-151 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masao Sumita, Shigeo Asai, Chifey Wu, Kiyohiro Inoue: "Piezoelectric Dispersion Type Organic Damping Composites"Proceeding of The Fifth International Conference on Composites Engineering, July 5-11, Las Vegas. 857-858 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Cheng Zhang, Xiao-Su YI, Shigeo Asai, Masao Sumita: "Electrical Conductivity of Short Carbon Fiber Filled HDPE/PMMA blends : Effect of Molding Temperature and Time"Proceeding of The Seventh International Conference on Composites Interfaces. 88-89 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masao Sumita: "Possibility of Organic hybrid materials"Polyfile. 35. 56-59 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masao Sumita: "Damping and Sound Shielding Properties of Piezoelectric and Electrical conductive Particles Filled Polymer Composites"J. Mate. Sci. Soc. Jpn.. 36(in press). (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 住田雅夫: "圧電・誘電複合材料:その制振および音響特性"材料科学. (印刷中). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Chifei Wu,et al.: "New Damping Materials from Piezoelectric Dispersion---" R.PPP.J.41. 457-458 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 住田雅夫: "有機ハイブリッド材料の可能性" ポリファイル. 35. 56-59 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] M.Sumita,et al: "Selective location and double percolation---" Materials Letters. 36. 186-190 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] M.Sumita,et al.: "Morphology and Electrical Properties of Short---" J.Appl.Polym.Sci.69. 1813-1819 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 住田 雅夫: "質量則に従わない高分子吸遮音材料" 高分子. 46・3. 116-119 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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