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積層接合によるセラミックスの超高速耐衝撃機能発現と発現機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K06792
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 無機材料・物性
研究機関名古屋大学

研究代表者

田邊 靖博  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70163607)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード衝突・衝撃7 / 接合 / FRP・樹脂 / 衝突・衝撃 / セラミックス / 積層 / 高速衝突 / 複合 / 防護板 / 複合材料 / 樹脂 / 構造・材料 / 宇宙科学
研究成果の概要

本研究の結果から、有機系(樹脂系)材料が使用可能な環境下あるいは分野では、樹脂系材料を接合剤とするセラミックス接合体が、単体(バルク)セラミックスと比較して優れた耐衝撃特性を有することが明らかとなった。これには、接合材として用いた樹脂系材料の延性、応力緩和作用、伸び性が大きく関係していることが示された。さらに重要なことは、接合手法は、大型あるいは複雑形状の部材作製が難しく、大型焼結炉や長時間工程が不可欠とされるセラミックス部材の新たな省エネ・省資源作製手法として活用できる可能性が非常に高いと考えられることである。

研究成果の学術的意義や社会的意義

セラミックスは軽量、高剛性という優れた特性を有する一方、破壊靭性が低いことから、高速可動部材へ応用する際に、壊滅的な破壊に至るおそれが懸念された。しかし、接合技術を応用して積層することで、解決できる可能性が高いことを明らかにした。セラミックスのもうひとつの特徴として、高硬度を挙げることができ、保護部材としての用途展開が期待されている。セラミックスの接合積層構造による衝撃損傷の軽減、さらに複雑形状の実現は、これらの保護部材の用途での応用にも有効な技術であると考えられる。接合積層化技術は、適切な接合材と方法を選択することで、使用条件や使用分野に合わせたセラミックス製造の重要技術と考えている。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] The effects of pulverization treatment for the mechanical properties of polyamide 6 fiber filled with carbon nanotubes2020

    • 著者名/発表者名
      Toshihira Irisawa, Daisuke Shimamoto, Kazunari Takeshige, Genta Doi, Yasuhiro Tanabe and Yuji Hotta
    • 雑誌名

      Materials Science & Engineering B

      巻: 254 ページ: 114514-114514

    • DOI

      10.1016/j.mseb.2020.114514

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhancement of bending strength, thermal stability and recyclability of carbon-fiber-reinforced thermoplastics by using silica colloids2019

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Tetsuya、Yabushita Sho、Irisawa Toshihira、Tanabe Yasuhiro
    • 雑誌名

      Composites Science and Technology

      巻: 181 ページ: 107665-107665

    • DOI

      10.1016/j.compscitech.2019.05.022

    • NAID

      120006765142

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Influence of Oxygen Containing Functional Groups on Carbon Fibers for Mechanical Properies and Recyclability of CFRTPs Made with In-situ Polymerizable Polyamide 62018

    • 著者名/発表者名
      入澤寿平,稲垣良平,飯田純也,岩村良輔,氏原研人,小林更紗,田邊靖博
    • 雑誌名

      Composites Part A

      巻: 112 ページ: 91-99

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] The Effects of Interfacial Adhesion for Mechanical Properties of CFRTPs Made with Polyamide 62018

    • 著者名/発表者名
      入澤寿平,氏原研人,小林更紗,田邊靖博
    • 学会等名
      複合材料界面科学研究会2018年度総会講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 炭素材料の構造・組織制御に取り組んで2018

    • 著者名/発表者名
      田邊靖博
    • 学会等名
      第56回炭素材料夏季セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] The Effect of CNTs For CFRTPS made with Popyamide 62018

    • 著者名/発表者名
      M. Shibata, T. Irisawa and Y. Tanabe
    • 学会等名
      Carbon 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Study of Interfacial Adhesion Of CFRTP Made with In-site Polymerizable Thermoplastics2018

    • 著者名/発表者名
      S. Kobayashi, T. Irisawa and Y. Tanabe
    • 学会等名
      Carbon 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Interfacial Adhesion between Carbon Fiber and Thermoplastics Effected for Appropriate/Sufficient Mechanical Properties of CFRTP2018

    • 著者名/発表者名
      T. Iirisawa, K. Ujihara1,S. Kobayashi, Y. Tanabe
    • 学会等名
      42nd Int'l Conf. & Exposion on Advance Ceramics and Composites
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Influence of Matrix Resin on Impact Resistance of CFRP by a Small Sphere2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kawai. T. Irisawa, Y. Tanabe, M. Nakayama, A. Yoshimura
    • 学会等名
      31st Int'l Symoposium on Shock Waves
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of Impact Resistance of Ceramics by using Resin-based Materials2017

    • 著者名/発表者名
      S. Yamashita, T. Suzuki, S. Fujimori, T. Irisawa, Y. Tanabe
    • 学会等名
      31st Int'l Symoposium on Shock Waves
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] 31st International Symposium on Shock Waves 22019

    • 著者名/発表者名
      Y. Tanabe, T. Irisawa et al, ed. by A. Sasoh et al.
    • 総ページ数
      12
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9783319910161
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] The 31st International Symposium on Shock Waves (ed. by A. Sasoh et. al.)2019

    • 著者名/発表者名
      S. Yamashita, T. Suzuki, S. Fujimori, T. Irisawa, and Y. Tanabe
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9783319910178
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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