カーボンナノチューブ析出炭素繊維強化複合材料の開発

• 研究課題/領域番号: 22360282
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 複合材料・物性
• 研究機関: 独立行政法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 内藤 公喜 独立行政法人物質・材料研究機構, ハイブリッド材料ユニット, 主幹研究員 (70421394)
• 研究分担者: 田中 義久 独立行政法人物質・材料研究機構, ハイブリット材料ユニット, 主幹研究員 (60343844)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円); 2013年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2012年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2011年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2010年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
• キーワード: 炭素繊維 / カーボンナノチューブ / 引張特性 / 気相法 / 信頼性 / せん断特性 / はく離特性 / 液相法

研究概要

カーボンナノチューブ（CNT）析出炭素繊維（CF）強化樹脂複合材料（CFRP）の力学的特性について、ポリイミド樹脂含浸CNT析出CF束複合材料を用いて、引張試験を行った。引張試験の結果、CNT析出によるCFRPの明確な引張弾性率および平均引張強度の違いは見られなかった。一方、CNT析出により、PAN系およびピッチ系CFRPのワイブル係数が小さくなった。

研究成果

• [雑誌論文] Effect of strain rate on tensile properties of carbon fiber epoxy-impregnated bundle composite (2014)
  • 著者名/発表者名: Naito K.
  • 雑誌名: Journal of Materials Engineering and Performance 巻: 23 号: 3 ページ: 708-714
  • DOI: 10.1007/s11665-013-0823-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] The effect of high-temperature vapor deposition polymerization of polyimide coating on tensile properties of polyacrylonitrile- and pitch-based carbon fibers (2013)
  • 著者名/発表者名: Naito K.
  • 雑誌名: Journal of Materials Science 巻: 48 号: 17 ページ: 6056-6064
  • DOI: 10.1007/s10853-013-7402-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Increasing the interfacial strength in carbon fiber/polypropylene composites by growing CNTs on the fibers (2013)
  • 著者名/発表者名: Yumitori S., Arao Y., Tanaka T., Naito K., Tanaka K., Katayama T.
  • 雑誌名: Computational Methods and Experimental Measurements XVI 巻: 55 ページ: 275-284
  • DOI: 10.2495/cmem130221
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tensile properties of polyacrylonitrile- and pitch-based hybrid carbon fiber/polyimide composites with some nanoparticles in the matrix (2013)
  • 著者名/発表者名: Naito K.
  • 雑誌名: Journal of Materials Science 巻: 48 号: 12 ページ: 4163-4176
  • DOI: 10.1007/s10853-013-7229-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tensile properties and weibull modulus of some high-performance polymeric fibers (2013)
  • 著者名/発表者名: Naito K.
  • 雑誌名: Journal of Applied Polymer Science 巻: 128 号: 2 ページ: 1185-1192
  • DOI: 10.1002/app.38420
  • 査読あり
• [雑誌論文] The effect of surface modification with carbon nanotubes upon the tensile strength and Weibull modulus of carbon fibers (2012)
  • 著者名/発表者名: Naito K., Yang J.M., Inoue Y., Fukuda H.
  • 雑誌名: Journal of Materials Science 巻: 47 号: 23 ページ: 8044-8051
  • DOI: 10.1007/s10853-012-6694-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] 炭素繊維の高性能化・多機能化を目指して (2012)
  • 著者名/発表者名: 内藤 公喜
  • 雑誌名: 成形加工 巻: 24巻 ページ: 127-134
  • NAID: 130007960447
  • 査読あり
• [雑誌論文] 炭素繊維の高性能化・多機能化を目指して (2012)
  • 著者名/発表者名: 内藤公喜
  • 雑誌名: 成形加工Seikei-Kakou 巻: 24 ページ: 127-134
  • NAID: 130007960447
  • 査読あり
• [雑誌論文] フェイセーフ機能を持つナノーミクロン階層型高分子系ハイブリッド複合材料の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 内藤 公喜
  • 雑誌名: 工業材料 巻: 59巻 ページ: 73-77
  • 査読あり
• [雑誌論文] フェイセーフ機能を持つナノーミクロン階層型高分子系ハイブリッド複合材料の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 内藤公喜
  • 雑誌名: 工業材料 巻: 59 ページ: 73-77
  • 査読あり
• [学会発表] 複合材料における界面制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 内藤公喜
  • 学会等名: Symposium on Hybrid Materials Architecture－ハイブリッド材料の三次元造形造質に向けて－
  • 発表場所: 物質・材料研究機構
• [学会発表] 炭素繊維とポリイミドの密着性・含浸性と引張特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 内藤 公喜
  • 学会等名: CFRP における樹脂と炭素繊維の含浸性向上技術セミナー
  • 発表場所: ゆうぽうと5Fはまゆう
  • 年月日: 2013-11-21
• [学会発表] カーボンナノチューブ析出炭素繊維とその複合材料の力学および機能特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 内藤 公喜
  • 学会等名: 第2回先端複合材料研究センターコロキウム
  • 発表場所: 同志社大学(京都)
  • 年月日: 2013-10-04
• [学会発表] 連続炭素繊維の特性と破壊挙動 (2013)
  • 著者名/発表者名: 内藤 公喜
  • 学会等名: CFRP(炭素複合材料)の含浸性向上技術セミナー
  • 発表場所: 北とぴあ 9F 901 会議室(東京)
  • 年月日: 2013-08-27
• [学会発表] ポリマーコーティングおよびカーボンナノチューブ析出による炭素繊維の表面改質と繊維およびその複合材料特性の向上効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 内藤 公喜
  • 学会等名: CFRPの特性向上に向けた繊維表面処理および含浸性改善技術セミナー
  • 発表場所: きゅりあん 5F 第 4 講習室(東京)
  • 年月日: 2013-04-23
• [学会発表] カーボンナノチューブ析出炭素繊維の引張特性と熱伝導率評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 内藤 公喜
  • 学会等名: 同志社大学先端複合材料研究センター, 2012年度末研究成果発表会
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス(京都府)
  • 年月日: 2013-02-25
• [学会発表] Thermal deformation inhomogeneity of hierarchical microstructure composite materials (2013)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Y., Naito K., Kishimoto S.
  • 学会等名: International Symposia on Micro and Nano Technology (ISMNT)
  • 発表場所: Shanghai(China)
• [学会発表] Tensile properties of carbon nanotubes grafted polyacrylonitrile-based carbon fibers (2013)
  • 著者名/発表者名: Naito K., Inoue Y., Fukuda H.
  • 学会等名: International Conference on Diamond and Carbon Materials 2013
  • 発表場所: Riva del Garda(Italy)
• [学会発表] Tensile Properties of PAN- and Pitch-based Hybrid Carbon Fiber Reinforced Epoxy Matrix Composites (2013)
  • 著者名/発表者名: Naito K.
  • 学会等名: 19th International Conference on Composite Materials (ICCM19)
  • 発表場所: Montreal(Canada)
• [学会発表] Measurement of thermal deformation in CFRP laminate at different scales (2013)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Y., Naito K., Kishimoto S., Kagawa Y.
  • 学会等名: 19th International Conference on Composite Materials (ICCM19)
  • 発表場所: Montreal(Canada)
• [学会発表] Increasing the interfacial strength in carbon fiber/polypropylene composites by growing CNTs on the fibers (2013)
  • 著者名/発表者名: Yumitori S., Arao Y., Tanaka T., Naito K., Tanaka K., Katayama T.
  • 学会等名: 16th International Conference on Computational Methods and Experimental Measurements (CMEM 2013)
  • 発表場所: A Coruña (Spain)
• [学会発表] ポリマーコーティングおよびカーボンナノチューブ析出による炭素繊維の表面改質と繊維およびその複合材料特性の向上効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 内藤公喜
  • 学会等名: CFRPの特性向上に向けた繊維表面処理および含浸性改善技術セミナー
  • 発表場所: きゅりあん 5F 第4講習室
  • 招待講演
• [学会発表] 繊維強化型高分子系ハイブリッド材料を用いた構造物の補強と容易な損傷検出の可能性について (2013)
  • 著者名/発表者名: 内藤公喜
  • 学会等名: NIMS-PWRI 第１回技術交流会
  • 発表場所: 物質・材料研究機構
• [学会発表] 繊維強化型高分子系ハイブリッド材料を用いた構造物の補強 (2013)
  • 著者名/発表者名: 内藤公喜
  • 学会等名: 第２回 新日鐵住金－NIMS 若手研究者交流会
  • 発表場所: 物質・材料研究機構
• [学会発表] Increasing the interfacial strength in carbon fiber/polypropylene composites by growing CNTs on the fibers (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Yumitori, Y. Arao, T. Tanaka, K. Naito, K. Tanaka, T. Katayama
  • 学会等名: 16th International Conference on Computational Methods and Experimental Measurements (CMEM 2013)
  • 発表場所: Spain
• [学会発表] Tensile Properties of PAN- and Pitch-based Hybrid Carbon Fiber Reinforced Epoxy Matrix Composites (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Naito
  • 学会等名: 19th International Conference on Composite Materials (ICCM19)
  • 発表場所: Canada
• [学会発表] Measurement of thermal deformation in CFRP laminate at different scales (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanaka, K. Naito, S. Kishimoto, Y. Kagawa
  • 学会等名: 19th International Conference on Composite Materials (ICCM19)
  • 発表場所: Canada
• [学会発表] 連続炭素繊維の特性と破壊挙動 (2013)
  • 著者名/発表者名: 内藤公喜
  • 学会等名: ＣＦＲＰ(炭素複合材料)の含浸性向上技術セミナー
  • 発表場所: 北とぴあ 9F 901会議室
  • 招待講演
• [学会発表] Tensile properties of carbon nanotubes grafted polyacrylonitrile-based carbon fibers (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Naito, Y. Inoue, H. Fukuda
  • 学会等名: International Conference on Diamond and Carbon Materials 2013
  • 発表場所: Italy
• [学会発表] カーボンナノチューブ析出炭素繊維とその複合材料の力学および機能特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 内藤公喜
  • 学会等名: 第2回先端複合材料研究センターコロキウム
  • 発表場所: 同志社大学
  • 招待講演
• [学会発表] Thermal deformation inhomogeneity of hierarchical microstructure composite materials (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanaka, K. Naito, S. Kishimoto
  • 学会等名: International Symposia on Micro and Nano Technology (ISMNT)
  • 発表場所: China
• [学会発表] 積層CFRPの界面に及ぼす熱膨張異方性の影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中義久，内藤公喜，岸本哲
  • 学会等名: M&M2013 材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 岐阜大学
• [学会発表] 炭素繊維とポリイミドの密着性・含浸性と引張特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 内藤公喜
  • 学会等名: CFRPにおける樹脂と炭素繊維の含浸性向上技術セミナー
  • 発表場所: ゆうぽうと 5F はまゆう
  • 招待講演
• [学会発表] カーボンナノチューブ析出炭素繊維の引張特性と熱伝導率評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 内藤 公喜 （内藤 公喜）
  • 学会等名: 同志社大学先端複合材料研究センター 2012年度末研究成果発表会
  • 発表場所: 同志社大学、京田辺、日本
  • 招待講演
• [学会発表] Possibility as energy-saving technologies of carbon nanotube/carbon fiber hybrid composites (2012)
  • 著者名/発表者名: Naito K., Inoue Y., Fukuda H., Kagawa Y.
  • 学会等名: 4th International IUPAC Conference on Green Chemistry
  • 発表場所: Mabu Thermas Resort (Foz do Iguacu, Brazil)
  • 年月日: 2012-08-26
• [学会発表] 繊維強化型高分子系複合材料の表面・界面改質 (2012)
  • 著者名/発表者名: 内藤 公喜
  • 学会等名: 表面改質分科会2012年度第2回例会(研究会)
  • 発表場所: 東京工業大学(大岡山)
  • 年月日: 2012-07-26
• [学会発表] The effect of carbon nanotube grafting on the tensile, shear and peel properties of polyacrylonitrile-based carbon fiber/epoxy bundle composites (2012)
  • 著者名/発表者名: Inoue Y., Naito K., Koyama M., Fukuda H., Kagawa Y.
  • 学会等名: The effect of carbon nanotube grafting on the tensile, shear and peel properties of polyacrylonitrile-based carbon fiber/epoxy bundle composites
  • 発表場所: Palazzo del Cinema (Venice, Italy)
  • 年月日: 2012-06-26
• [学会発表] CNT 析出炭素繊維強化複合材料の引張,せん断およびはく離特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上 雄太, 内藤 公喜, 福田 博, 小山 昌志
  • 学会等名: 日本複合材料合同会議(JSCM2012_JCOM41)
  • 発表場所: キャンパスプラザ京都(京都府)
  • 年月日: 2012-03-09
• [学会発表] 層間ナノ組織挿入型高剛性ピッチ系炭素繊維強化シアネート樹脂複合材料の機械的特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 内藤公喜
  • 学会等名: 日本複合材料合同会議(JSCM2012_JCOM41)
  • 発表場所: キャンパスプラザ京都(京都府)
  • 年月日: 2012-03-09
• [学会発表] CNT析出炭素繊維強化複合材料の引張,せん断およびはく離特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上雄太
  • 学会等名: 日本複合材料合同会議(JSCM2012_JCOM41)
  • 発表場所: キャンパスプラザ京都(京都府)
  • 年月日: 2012-03-09
• [学会発表] The effect of carbon nanotube grafting on the tensile, shear and peel properties of polyacrylonitrile-based carbon fiber/epoxy bundle composites (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Inoue, K. Naito, M. Koyama, H. Fukuda, Y. Kagawa (Y. Inoue)
  • 学会等名: 15th European Conference on Composite Materials (ECCM-15)
  • 発表場所: Venice, Italy
• [学会発表] 繊維強化型高分子系複合材料の表面・界面改質 (2012)
  • 著者名/発表者名: 内藤 公喜 （内藤 公喜）
  • 学会等名: 表面改質分科会2012年度第2回例会（研究会）
  • 発表場所: 東京工業大学、大岡山、日本
  • 招待講演
• [学会発表] Possibility as energy-saving technologies of carbon nanotube/carbon fiber hybrid composites (2012)
  • 著者名/発表者名: Kimiyoshi Naito, Yuta Inoue, Hiroshi Fukuda, Yutaka Kagawa (Kimiyoshi Naito)
  • 学会等名: 4th International IUPAC Conference on Green Chemistry
  • 発表場所: Foz do Iguaçu, Brazil
• [学会発表] Influence of grafting carbon nanotubes on mechanical properties of T-glass fiber (2011)
  • 著者名/発表者名: Sato S., Naito K., Kawada H.
  • 学会等名: 第8回日韓複合材料ワークショップ
  • 発表場所: Changwon National University (Korea)
  • 年月日: 2011-11-17
• [学会発表] Tensile properties of carbon nanotubes grafted high strength PAN-based carbon fibers (2011)
  • 著者名/発表者名: Naito K., Yang J.M., Inoue Y., Fukuda H., Kagawa Y.
  • 学会等名: 18th International Conference on Composite Materials
  • 発表場所: Jeju (Korea)
  • 年月日: 2011-08-26
• [学会発表] TENSILE PROPERTIES OF CARBON NANOTUBES GRAFTED HIGH STRENGTH PAN-BASED CARBON FIBERS (2011)
  • 著者名/発表者名: 内藤公喜
  • 学会等名: 18TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMPOSITE MATERIALS
  • 発表場所: Jeju (Korea)
  • 年月日: 2011-08-26
• [学会発表] カーボンナノチューブ析出炭素繊維強化複合材料の引張特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井上 雄太, 内藤 公喜, 福田 博, 小山 昌志
  • 学会等名: 日本機械学会
  • 発表場所: 慶応義塾大学(神奈川県)
  • 年月日: 2011-03-18
• [学会発表] カーボンナノチューブ析出炭素繊維の引張特性に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 内藤 公喜
  • 学会等名: 日本機械学会
  • 発表場所: 東京大学(東京都)
  • 年月日: 2010-11-28
• [図書] 次世代自動車(EV・HV)に向けた自動車材料の樹脂化による車体軽量化(連続炭素繊維の特徴と破壊挙動) (2013)
  • 著者名/発表者名: 内藤 公喜
  • 総ページ数: 798
  • 出版者: 技術情報協会
• [図書] 次世代自動車（EV・HV）に向けた自動車材料の樹脂化による車体軽量化（連続炭素繊維の特徴と破壊挙動） (2013)
  • 著者名/発表者名: 内藤 公喜 （内藤 公喜）
  • 出版者: 技術情報協会
• [図書] CFRP(炭素繊維強化プラスチック)の樹脂含浸性向上と信頼性評価(連続炭素繊維の破壊挙動) (2011)
  • 著者名/発表者名: 内藤 公喜
  • 総ページ数: 382
  • 出版者: 技術情報協会
• [図書] 環境・エネルギー材料ハンドブック(フェイルセーフ複合材料) (2011)
  • 著者名/発表者名: 内藤 公喜, 香川 豊
  • 総ページ数: 888
  • 出版者: オーム社
• [図書] 環境・エネルギー材料ハンドブック(フェイルセーフ複合材料) (2011)
  • 著者名/発表者名: 内藤公喜、香川豊
  • 総ページ数: 888
  • 出版者: オーム社
• [図書] CFRP(炭素繊維強化プラスチック)の樹脂含浸性向上と信頼性評価(連続炭素繊維の破壊挙動) (2011)
  • 著者名/発表者名: 内藤公喜
  • 出版者: 技術情報協会