一方向炭素繊維強化プラスチックの圧縮強度の高強度化

• 研究課題/領域番号: 24K01184
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分26030:複合材料および界面関連
• 研究機関: 日本大学
• 研究代表者: 上田 政人 日本大学, 理工学部, 教授 (80434116)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円); 2026年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2025年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2024年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: 炭素繊維強化プラスチック / 圧縮強度 / マイクロメカニクス

研究開始時の研究の概要

炭素繊維強化プラスチック（CFRP）は炭素繊維とエポキシ樹脂とからなる複合材料であり，軽量かつ力学特性に優れる．このCFRPの引張強度は，繊維の材料開発に伴って向上しているが，圧縮強度については向上していない課題を有している．これまでの研究により，繊維と樹脂との力学特性及び繊維うねりとそのばらつきを考慮に入れることで，CFRPの圧縮強度が予測可能であることを示した．この結果から，圧縮強度を向上させるためには樹脂のせん断特性の向上が必要である．圧縮強度の理論計算を基に，樹脂を炭素繊維よりも小さなナノファイバーで補強することによって，これまでにない高い圧縮強度を発揮するCFRPを実現する．