マイクロコイル状カーボンファイバーを用いた超小型大変位計の開発

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07650108
• 研究種目: 一般研究(C)
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 岩永 浩 長崎大学, 教養部, 教授 (40039772)
• 研究分担者: 小林 和夫 長崎大学, 工学部, 教授 (30225495)
• キーワード: カーボン・ファイバー / マイクロ・コイル / 電気抵抗 / 変位計

研究概要

長さの変化を測定するには抵抗変化、インピーダンス変化や光梃子の原理を用いた方法などが通常用いられている。しかし、通常これらの場合サンプルの大きさは数センチメートル以上で、数ミリメートル以下のサンプルに適用することは不可能である。またサンプルの大きさが大きい場合でもクラックのような局所的部分で変位が生ずるような場合、平均的な変位は測定できても局所的変化は測定することが困難であった。
我々はこれまでにアセチレンの熱分解法により、マイクロコイル状カーボンファイバーを容易に生成させることに成功した。このファイバーは約3倍までは弾性的変形により伸び縮みが可能であるので、これらを用いた超小型変位計の開発を試みた。
相異なる2種類の物質A,Bの境界で引っ張りにより破壊が生ずるような場合、その境界における変位の測定が必要となることがある。このときA,B自身も伸びるので、その両端で通常の方法で変位を測定すると平均的なものしか測定できない。そこで、コイル状カーボンファイバーを用いて、超小型変位計を作製し、1μm〜数mmの広い範囲の局所的変位を連続的に測定することを可能となった。
当該ファイバーは長さは短いが断面積も小さいので、かなり大きな抵抗値を有すると思われるので、測定の際の接触抵抗の影響は少ないと考えられる。このファイバーの抵抗値を通常用いられるホイ-ストン・ブリッジ法を用いて測定することができた。

研究成果

• [文献書誌] S.Motojima,S.Asakura M.Hirata,H.Iwanaga: "Effect of metal impurities on the growth of micro-coiled carbon fibers by pyrolysis of acetylene" Materials Science and Engineering. 34. 9-11 (1995)
• [文献書誌] S.Motojima,S.Kagiya H.Iwanaga: "Vapour phase preparation of micro-coiled carbon fibers using Ni catalyst and PH_3 impurity" Materials Science and Engineering. 34. 47-52 (1995)
• [文献書誌] S.Motojima,Y.Itoh S.Asakura,H.Iwanaga: "Preparation of micro-coiled carbon fibers by mctal powder activated pyrolysis of acetylene containing sulfer compounds" J.Materials Science. 30. 5049-5055 (1995)
• [文献書誌] S.Motojima,I.Hasegawa H.Iwanaga: "Vapour growth of micro-coiled ceramic fibers and their properties" Journal De Physigueiv. 5. 1061-1068 (1995)
• [文献書誌] S.Motojima,S.Kagiya K.Ando,H.Iwanaga: "Vapor phase preparation of micro-coiled carbon fibers by metal powder catalyzed Pyrolysis of acetylene" Carbon. 33. 1167-1173 (1995)