| 研究分担者 |
G Desarmot 宇宙研究所, 主任研究員
J Conard 微粒子研究所, 主任研究員
R Erre オルレアン大学, 教授
A Oberlin マルセル, マシュー研究所, 所長
S Bonnamy 微粒子研究所, 主任研究員
遠藤 守信 信州大学, 工学部, 教授 (10021015)
逆井 基次 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (50124730)
吉田 明 武蔵工業大学, 講師
菱山 幸宥 武蔵工業大学, 教授 (90061499)
田辺 靖博 東京工業大学, 工業材料研究所, 助教授 (70163607)
安田 栄一 東京工業大学, 工業材料研究所, 教授 (70016830)
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| 研究概要 |
ピッチ中での異方性構造(メソフェーズ)は液晶の一種と考えられ,多くの研究者がその考えに従って研究結果を解釈してきたが,本研究で前年度(平成4年度)に得られたコロイド説は学会に大きなインパクトを与えた。なお異論もあり,さらなる検討とブラッシュアップを行う必要がある。この異方性構造,メソフェーズの発達状況はスピニングによる繊維化の過程に大きな影響を持ち、生成するメソフェーズピッチ系炭素繊維の組織ならびに特性に強い影響を及ぼしている。全く異なるプロセスで生成する気相成長炭素繊維,特性との比較・対照によって,メソフェーズピッチ系炭素繊維の特徴の一つが断面組織の多様性にあることを明らかにした。そして,その組織が繊維の特性を支配していることも明らかになった。たとえば,放射状の軸配向組織を持つメソフェーズピッチ系炭素繊維が濃硫酸中での放電においてきわめて大きな容量を示すことは特徴的である。
メソフェーズピッチ中での異方性構造の成長のためには基本構造単位としての多環芳香核が優先配向が支配的な影響を持つことを前年度明かにしたが,ポリイミド樹脂中でも薄膜を保ったまま重・縮合することによる束縛が異方性構造の発達に決定的影響を持つことを実験的に示した。メソフェーズピッチからの炭素繊維の製造との対比は,スピニングの重要性を示唆している。また,高配向性ポリイミドフィルムが高結晶性の黒鉛フィルムを与えるのに対して,メソフェーズピッチ系炭素繊維中での結晶成長はこれに及ばない。このことは,配向のみでなく寸法の効果と考えられた。
炭素繊維中に形成されるナノ組織は繊維の機能発現に決定的な影響を持っていることを、同一のメソフェーズピッチから製造し異なる断面組織を持つ4種へのリチウムの電気化学的インターカレーションを行うことによって示すことが出来た。
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