| 研究課題/領域番号 |
20K04241
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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18040:機械要素およびトライボロジー関連
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| 研究機関 | 兵庫県立大学 |
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研究代表者 |
松本 直浩 兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (80843987)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 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)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 炭素ナノ粒子 / 複合材料 / CFRP / 耐摩耗特性 / トライボロジー / 高温摩擦特性 / 摩擦特性 / 耐摩耗性 / グラファイト粒子 / ナノ粒子 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
カーボンファイバー等、繊維で強化された樹脂(繊維強化複合材料)は、軽量・高強度なため構造材だけでなくエンジン周辺の機械摺動部材にも適用できれば、重量削減に加え振動・エネルギー損失に対して効果が高い。しかし、母材樹脂の耐熱性に乏しく、エンジン周辺の高温環境下で耐摩耗性が著しく低く、高温の摺動部材に用いられていない。適用のためには、耐熱性と摺動特性を付与でき、分散性に優れた材料の樹脂添加が最適と思われるが、見出されてこなかった。本研究ではナノ球状グラファイト粒子をエポキシ樹脂に均一に分散し、その樹脂で繊維強化複合材料を合成することで高温環境下での摩擦・摩耗特性の飛躍的な向上を目指す。
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| 研究成果の概要 |
繊維強化複合材料に高温耐摩耗性を付与するため，母材樹脂へナノカーボンを添加した結果，常温から100℃における耐摩耗性の低下を1/10以下に改善できることが分かった．耐摩耗性向上のメカニズムは明らかでないが，ナノ粒子による潤滑性付与による摩擦発熱の減少と熱伝導性向上による摩擦部の温度上昇抑制の効果が予想され，今後メカニズムの分析を進めていく．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
高い伝熱性と摺動性を有するナノ粒子の樹脂への分散によって，蓄熱が生じやすい摩擦摺動下において熱伝導性と摺動性の向上による摩擦メカニズムが明らかになった．一方，高温環境下での耐摩耗性を大きく向上できる繊維強化複合材料に高温耐摩耗性を付与できれば，摺動部材にも適応範囲が広がり，機械部材の軽量化に貢献できる．
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