| 研究概要 |
本研究では,多重機能すなわちアクチュエータ機能,センサ機能,自己診断機能などを内在させた高温型のスマートコンポジットを創製することを目的としており,まずSiC連続繊維強化アルミニウム(SiC/Al)複合材料を対象に,そのアクチュエータ化の検討およびセンサの開発を行った.アクチュエータ化に関しては,SiC/Al複合材料は強化繊維を配向,偏在させ,その加熱・冷却時の熱変形を利用することにより,アクチュエータとして機能すること明らかにした.また,さらにその機能を高めるための諸因子,すなわち強化繊維の配置,繊維/マトリックス界面の状態などの影響についても検討し,十分な変形を得るに至った.センサの開発に関しては,アルミニウムに対して比較的大きな熱起電力を発生する金属線をアルミニウムから絶縁しながらその中に埋込む方法について検討した.その結果,金属線としてはニッケル線が最適であり,チタン線も可能性が有ることを明らかにした.これらの金属線を用いる場合は,アルミニウムマトリックスからの絶縁は単にそれらの酸化膜により実現するため,特別なコーティングが必要無いという大きなメリットが有る.また,さらにこれらのセンサは温度ばかりでなくひずみも検出できることを明らかにした.今後は,より高温で機能するチタン系およびニッケル系の複合材料について検討するが,本研究の実現のためには,高効率熱電ファイバなどの各種機能繊維の開発や強化繊維・機能繊維の役割に応じた繊維/マトリックス界面の協調的設計などが必要であり,各研究グループとの相互連携により強力に研究を遂行する.
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