| 研究課題/領域番号 |
17K06053
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
機械材料・材料力学
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| 研究機関 | 豊橋技術科学大学 |
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研究代表者 |
足立 忠晴 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20184187)
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| 研究分担者 |
石井 陽介 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70781706)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 材料設計 / シリコーンゴム / シリカ粒子 / ナノコンポジット / 弾性係数 / 比例限界ひずみ / 破壊靭性 / ヤング率 / 中間層 / 力学的特性 / 機械材料・材料力学 / 複合材料・物性 |
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| 研究成果の概要 |
シリカ粒子充填シリコーンゴム複合材料の力学的特性に及ぼすナノ粒子表面に形成される中間層の影響を実験的に明らかにし，中間層を含むナノ粒子充填モデルにより複合材料の引張変形特性を定式化した．中間層とナノ粒子は一体となって見かけの粒子としてふるまうことを考慮すれば，弾性係数は従来の複合則で予測が可能であり，新たに定式化した比例限界ひずみは実験とよく一致することを明らかにした．さらに破壊靭性に及ぼす充填粒子を名ナノサイズにしたときの影響を明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究においてゴム材料で重要な特性のひとつである柔軟性を有する低弾性領域におけるヤング率に対する従来の複合則の適用方法を見出し，さらにヤング率の適用限界である比例限界ひずみを定式化することに成功した．この成果からナノコンポジットを含む粒子充填ゴム複合材料の材料設計を行うことを可能にした．さらに中間層を積極的に使用することで，複合材料の問題である廃棄物処理，リサイクルのために充填材の使用を低減するとともに密度の増加をも抑え，必要な複合材料の力学的特性を得ることができると考えられる．
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