| 研究課題/領域番号 |
19K05039
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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26030:複合材料および界面関連
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| 研究機関 | 金沢工業大学 |
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研究代表者 |
遠藤 和弘 金沢工業大学, 高信頼理工学研究センター, 教授 (50356606)
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| 研究分担者 |
和田 倫明 金沢工業大学, 革新複合材料研究開発センター, 研究員 (30839593)
金原 勲 金沢工業大学, 産学連携室, 教授 (50011101)
瀬戸 雅宏 金沢工業大学, 工学部, 教授 (90367459)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | CFRP / プラズマ / 直接接合 / 接合メカニズム / 社会実装 / CFRTP / 非晶質樹脂 / 固体の熱力学 / 高性能プラズマ / 官能基 / XPS / せん断応力 / プラズマアシスト・インサート射出成形法 / ＣＦＲＰ / 融点未満 / 官能基の長寿命化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
軽くて強い特長を持つCFRTPを金属の代替材料として使うためには、接合技術の開発が喫緊の課題である。我々は、プラズマ照射により樹脂表面へ導入した官能基の寿命が長いという特長を持つ新奇高性能プラズマを用いて、CFRTPの接合を、融点未満の温度で行い、36MPaという極めて強い接合強度を実現した。これにより、ボルト、接着剤、熱融着等の従来の接合法における問題点を解決した。本研究では、プラズマによる直接接合のメカニズムを調べ、最終的に直接接合に係る要因を明らかにして、実用化に向けて、(1)より低温で、(2)より低圧で、(3)より長くプラズマ照射効果が持続して、接合できるようにする。
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| 研究成果の概要 |
軽くて強い特長を持つCFRPを金属の代替材料として使うためには、接合技術の開発が喫緊の課題である。我々は、プラズマ照射により樹脂表面へ導入した官能基の寿命が長いという特長の新奇高性能プラズマを用いて、CFRPの接合を融点未満の温度で行い、36MPaという極めて強い接合強度を実現した。これにより、ボルト、接着剤、熱融着などの従来の接合法における問題点を解決した。
本研究では接合するCFRPについて、水の接触角、CFRP表面のXPS、せん断強度測定、接合面の顕微鏡観察を行い、プラズマによる直接接合のメカニズムを明らかにする。プラズマ照射材料が産業資材として流通するように、照射効果の持続性を調べる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
新奇高性能プラズマにより、融点未満の温度で、融着せずにCFRPの直接接合に成功した。そのメカニズムの解明は、より強い接合を実現するために不可欠である。
この研究が「不思議の解明」という、大学での学術研究に止まらず、新しい産業創出の目になることを目指す。その意味で、本研究の成果が、社会実装できるか、否かは極めて重要である。
社会実装として、「安全で安心な」社会の実現を目指し、橋梁などのインフラを対象とした補修・補強、および排ガス規制が厳しくなる中、モビリティの軽量化に貢献できる補強材料の開発に取り組んだ。いずれも、プラズマによるCFRPの接合が要の技術になる。
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