今までとは異なったアプローチでのＣＮＴを用いた炭素繊維強化樹脂複合材料の開発

• 研究課題/領域番号: 26420715
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 複合材料・表界面工学
• 研究機関: 国立研究開発法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 内藤 公喜 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 高分子系ハイブリッド複合材料グループ, グループリーダー (70421394)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 炭素繊維 / カーボンナノチューブ / 複合材料 / ハイブリッド / 力学特性 / ＣＮＴ析出炭素繊維 / ＣＮＴシート / ＣＮＴ

研究成果の概要

CNTシート／CFエポキシハイブリッド材料の引張特性を繊維束複合材料レベルで調べた。引張試験の結果、CNTシートの混入により、ハイブリッド材料の引張弾性率が増加し、CNTシートの含有量の増加に伴い、引張弾性率が増加する傾向を示した。CNTシートの混入により、PAN系ハイブリッド材料の引張強度はわずかに減少し、ピッチ系ハイブリッド材料の引張強度はわずかに増加した。また、CNTシートの含有量の増加に伴い、引張強度に及ぼす減少（PAN系）や増加（ピッチ系）の割合がわずかに大きくなる傾向を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Functionalization of Nanodiamond with Four Kinds of Epoxies (2017)
  • 著者名/発表者名: W. Ma, R. Liu, X. Yu, K. Naito, X. Qu, Q. Zhang
  • 雑誌名: Journal of Nanoscience and Nanotechnology 巻: 17 号: 1 ページ: 306-312
  • DOI: 10.1166/jnn.2017.12376
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Effect of hybrid surface modifications on tensile properties of polyacrylonitrile- and pitch-based carbon fibers (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Naito
  • 雑誌名: Journal of Materials Engineering and Performance 巻: 25 号: 5 ページ: 2074-2083
  • DOI: 10.1007/s11665-016-2028-1
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] カーボンナノチューブ析出炭素繊維エポキシハイブリッド材料の引張およびせん断特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 内藤公喜, 田中和人
  • 雑誌名: 同志社大学先端複合材料研究センター2015年度末研究成果発表会前刷り集 巻: N/A ページ: 53-58
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tensile Properties of Carbon Nanotubes-sheets/Carbon Fibers/Epoxy and Carbon Nanotubes-grafted Carbon Fibers/Epoxy Hybrid Composites (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Naito, V. Premalal, H. Oguma, Y. Shimamura, Y. Inoue
  • 雑誌名: Proceeding of 20th International Conference on Composite Materials (ICCM20) 巻: N/A ページ: 1-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interfacial Shear Properties of Carbon Nanotubes Grafted Carbon Fiber Polyimide Composites (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Naito, H. Oguma
  • 雑誌名: Proceedings of 10th International Conference on Composite Science and Technology (ICCST/10) 巻: N/A ページ: 1-6
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Tensile Properties of Polyimide Composites Incorporating Carbon Nanotubes Grafted and Polyimide Coated Carbon Fibers (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Naito
  • 雑誌名: Journal of Materials Engineering and Performance 巻: 23 号: 9 ページ: 3245-3256
  • DOI: 10.1007/s11665-014-1110-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tensile Properties and Fracture Behavior of Different Carbon Nanotube-Grafted Polyacrylonitrile-Based Carbon Fibers (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Naito
  • 雑誌名: Journal of Materials Engineering and Performance 巻: 23 号: 11 ページ: 3916-3925
  • DOI: 10.1007/s11665-014-1207-1
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] カーボンナノチューブ／炭素繊維高分子系ハイブリッド材料 (2014)
  • 著者名/発表者名: 内藤公喜, Vikum Premalal, 島村佳伸, 井上翼
  • 雑誌名: 日本複合材料学会誌 巻: 40 ページ: 275-282
  • NAID: 130005112629
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interfacial Shear Strength of Carbon Nanotubes Grafted Carbon Fiber/Epoxy (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Naito
  • 雑誌名: Proceeding of 16th European Conference on Composite Materials (ECCM16) 巻: 0077 ページ: 1-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shear Properties of Carbon Fiber/Epoxy Composite (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Naito
  • 雑誌名: Proceeding of 16th US-Japan Conference on Composite Materials 巻: 602 ページ: 1-7
  • 査読あり
• [学会発表] カーボンナノチューブシート挿入炭素繊維エポキシハイブリッド材料の作製と力学的特性評価 (2017)
  • 著者名/発表者名: 内藤公喜, 田中和人
  • 学会等名: 先端複合材料研究センター2016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
• [学会発表] カーボンナノチューブ析出炭素繊維エポキシハイブリッド材料の引張およびせん断特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 内藤公喜, 田中和人
  • 学会等名: 同志社大学先端複合材料研究センター2015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
  • 年月日: 2016-02-27
• [学会発表] 炭素繊維の特徴、強度と樹脂との密着性評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 内藤公喜
  • 学会等名: CFRTPの樹脂含浸･成形加工技術セミナー
  • 発表場所: 技術情報協会, 東京
  • 年月日: 2016-01-22
  • 招待講演
• [学会発表] 炭素繊維の表面改質及び界面特性評価と複合材料特性の向上効果 (2016)
  • 著者名/発表者名: 内藤公喜
  • 学会等名: CFRP成形における材料設計・含浸性とその制御セミナー
  • 発表場所: 技術情報協会セミナー室
  • 招待講演
• [学会発表] Interfacial Shear Properties of Carbon Nanotubes Grafted Carbon Fiber Polyimide Composites (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Naito, H. Oguma
  • 学会等名: 10th International Conference on Composite Science and Technology (ICCST/10)
  • 発表場所: Instituto Superior Técnico (IST) Congress Center, Lisbon, Portugal
  • 年月日: 2015-09-02
  • 国際学会
• [学会発表] Tensile Properties of Carbon Nanotubes-sheets/Carbon Fibers/Epoxy and Carbon Nanotubes-grafted Carbon Fibers/Epoxy Hybrid Composites (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Naito, V. Premalal, H. Oguma, Y. Shimamura, Y. Inoue
  • 学会等名: 20th International Conference on Composite Materials (ICCM20)
  • 発表場所: Bella Center, Copenhagen Congress Center, Copenhagen, Denmark
  • 年月日: 2015-07-19
  • 国際学会
• [学会発表] 炭素繊維の特徴、強度と樹脂との密着性評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 内藤公喜
  • 学会等名: 炭素繊維/樹脂界面の制御と強度評価セミナー
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-11-14
  • 招待講演
• [学会発表] Shear Properties of Carbon Fiber/Epoxy Composite (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Naito
  • 学会等名: 16th US-Japan Conference on Composite Materials
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2014-09-08 – 2014-09-10
• [学会発表] 配向カーボンナノチューブを適用した複合材料のプロセスと力学挙動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小笠原俊夫, 島村佳伸, 井上翼, 後藤健, 内藤公喜
  • 学会等名: 日本機械学会 M&M2014材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 2014-07-18 – 2014-07-21
  • 招待講演
• [学会発表] NIMSでの複合材料研究について (2014)
  • 著者名/発表者名: 内藤公喜
  • 学会等名: 繊維強化樹脂研究会(第３回)研究会
  • 発表場所: 茨城
  • 年月日: 2014-07-10
  • 招待講演
• [学会発表] Interfacial Shear Strength of Carbon Nanotubes Grafted Carbon Fiber/Epoxy (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Naito
  • 学会等名: 16th European Conference on Composite Materials (ECCM16)
  • 発表場所: Seville, Spain
  • 年月日: 2014-06-22 – 2014-06-26
• [学会発表] 炭素繊維の構造、表面状態と強度、密着性評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 内藤公喜
  • 学会等名: 炭素繊維
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-04-24
  • 招待講演
• [図書] CFRPの繊維／樹脂 界面制御と成形加工技術 (2015)
  • 著者名/発表者名: 内藤公喜
  • 出版者: 技術情報協会
• [図書] CFRPの成形・加工・リサイクル技術最前線-生活用具から産業用途まで適用拡大を背景として- (2015)
  • 著者名/発表者名: 内藤公喜
  • 出版者: 株式会社エヌ･ティー･エス
• [備考] NIMSの研究者情報データベース「SAMURAI」（内藤公喜）
  • URL: http://samurai.nims.go.jp/NAITO_Kimiyoshi-j.html