| 研究課題/領域番号 |
18H01342
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18010:材料力学および機械材料関連
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
細井 厚志 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (60424800)
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| 研究分担者 |
荒尾 与史彦 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (40449335)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2018年度: 13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円)
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| キーワード | 異種接合 / CFRP / ナノ構造 / CFRTP / 接合 / 異種材料 / ナノ空間構造 / 複合材料 / 金属 / ナノ界面 / 接着 / 異種接着 / 界面 / 疲労 |
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| 研究成果の概要 |
酸化・エッチングプロセス制御によって金属表面にナノ構造を創製し、炭素繊維強化熱可塑性プラスチック（CFRTP）積層板と金属の異種材料接合技術を確立することを目的とした。界面ナノ構造を有することで接合界面近傍の母材樹脂が脆性破壊から延性破壊に変化して破壊靭性が大幅に上昇することを明らかにした。き裂進展シミュレーションを実施した結果、ナノ構造を有するき裂進展は平面応力状態の破壊形態と類似していることが示され，これはナノ構造によってき裂先端近傍の応力三軸度が低下していることが要因であると示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、従来接着特性が悪いとされていたCFRTPと金属の新しい異種接合技術を提案した。接合界面にナノ構造を創製し、化学的表面処理を施すことによって、世界トップレベルの接合特性を発現することに成功した。従来トレードオフ関係にあった接合強度と破壊靭性の両方を向上させることができ、且つホットプレスで容易に接合可能であることから、プレス成形への展開も可能であり、今後の実用化に期待できる成果である。
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