| 研究課題/領域番号 |
18K03832
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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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| 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 | 福島大学 |
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研究代表者 |
小沢 喜仁 福島大学, 共生システム理工学類, 客員教授 (00160862)
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| 研究分担者 |
渋谷 嗣 秋田大学, 電動化システム共同研究センター, 特別教授 (00154261)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 複合材料 / セルロース微細繊維 / バクテリア・セルロース / 摩擦・摩耗 / 摺動材料 / 高温・高電流環境 / 実験および数理解析 / 摺動特性 |
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| 研究成果の概要 |
酢酸菌が生成する繊維径20-100nmのバクテリアセルロース（BC）がもつ三次元ナノ構造を利用してBC炭素繊維強化／炭素材料（C/Cコンポジット材料）を開発した．高出力直流電動機の整流子やブラシとしての実用化を目指し，高温・高電流環境下で使用される摺動材に求められる機械的および電気的特性について実験・理論両面から評価を行い，第３成分の銅粉末添加の影響も含め，最適な材料構成を明らかにした．開発したC/Cコンポジットの物性を摺動試験および電気伝導試験により評価するとともに，数理解析モデルを用いて高温環境における摩擦摩耗および電気伝導に関するシミュレーションを実施して，解析モデルの妥当性を確認した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
申請者らは，ナノスケールのBC繊維網にフェノール樹脂を直接含浸する方法によりBC/FRP中間体を成形し，これを高温度で焼結することによってセラミックス系ナノフィラー分散型複合材料C/Cコンポジットの開発に成功し，第３成分として銅粉末を分散させた材料も開発した．開発した材料の機械的特性および電気的特性を評価する手法を示し，数理解析モデルを用いてシミュレーションを行い，摩擦摩耗の挙動と特性を明らかにする手法も示した．持続可能な社会の実現のために電気自動車の開発が近年注目され，高出力・小型直流電動機を実現する基盤技術である整流子やブラシの開発において基礎的な知見を得た．
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