| 研究課題/領域番号 |
63420026
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| 研究種目 |
一般研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
機械材料工学
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
駒井 謙治郎 京都大学, 工学部, 教授 (70025948)
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| 研究分担者 |
長村 光造 京都大学, 工学部, 教授 (50026209)
大谷 隆一 京都大学, 工学部, 教授 (50025946)
北條 正樹 工業技術院, 製品科学研究所, 研究員
箕島 弘二 京都大学, 工学部, 助教授 (50174107)
北絛 正樹 工業技術院, 製品科学研究所, 研究員
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| 研究期間 (年度) |
1988 – 1989
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| 研究課題ステータス |
完了 (1989年度)
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| 配分額 *注記 |
33,300千円 (直接経費: 33,300千円)
1989年度: 8,200千円 (直接経費: 8,200千円)
1988年度: 25,100千円 (直接経費: 25,100千円)
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| キーワード | 先進繊維強化複合材料 / 炭素繊維 / アラミド樹脂 / 炭化ケイ素ウィスカ / エポキシ樹脂 / PEEK樹脂 / 環境強度 / 超音波顕微鏡 / アラミド繊維 / 先進複合材料 / 繊維強化複合材料 / 高強度繊維 / 高弾性繊維 / 炭素繊維アラミド繊維 / アルミナ繊維 / 動的環境強度 / 水環境 / 超音波顕微鏡フラクトグラフィ / AE波解析 |
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| 研究概要 |
研究対象とした複合材料は1)炭素繊維強化エポキシ樹脂(CFRP)2種類(中温軟化型と高温軟化型)、2)炭素繊維強化PEEK樹脂(CFRTP)、3)アラミド繊維強化エポキシ樹脂(ArFRP)2種類(ケブラ49とデクノ-ラ繊維強化材)、4)炭化ケイ素ウィスカ(SiCw)強化高力A1合金の6種類である。アコ-スティックエミッション(AE)解析によるその場損傷評価、設備備品として導入した超音波顕微鏡(SAM)による内部損傷評価、走査型電子顕微鏡(SEM)による破面・表面観察等、種々の観察手段を総合的に組み合わせた研究を行い、引張り破壊と疲労破壊機構、疲労き裂進展機構を明らかにするとともに、水環境効果を検討した。SAMによる複合材料の層内剥離を始めとする内部損傷の2次元画像を得て、超音波顕微鏡フラクトグラフィ手法の有用性を明らかにするとともに、AE波解析においては、振幅、持続時間、周波数の多パラメ-タの3次元図示が複合材料の破壊プロセスのその場観察に有効であることを明らかにした。FRPの吸水性は樹脂に大きく依存するとともに、長時間浸漬後は吸水量が著しく増加して実用に供することが困難にある場合がある。エポキシ樹脂の吸水による延性化によりFRPの強度は向上するが、吸水による樹脂の劣化と繊維/脂肪界面の弱化によりFRPの強度は低下する。これに加うるに、アラミド繊維は吸水によりスプリッティングを起こして、ArFRPの強度低下を加速する。PEEK樹脂をマトリックスとするCFRTPのモ-ドI層間剥離進展抵抗は水環境中でもほとんど加速されず、エポキシ樹脂をマトリックスとするCFRPに比して損傷許容性が非常に高い。SiCw/A1合金ではSiCウィスカによる強度向上が著しいが、水環境中ではSiCウィスカとA1マトリックス間に局部電池を構成して強度が低下する。
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