| 研究概要 |
炭素材料は燃料電池はじめ各種機器に採用されようとしているが,接合を必要とするケースが増大している。炭素と反応して炭化物を生成する元素を含有する金属ろうを用いてろう付する方法では,ぬれ性が極端に悪く健全な接合が困難である。本研究はこれに代わって,樹脂焼成接合の開発を目指すものである。
炭素材料として,等方性黒鉛(H13年度で主に実施)とガラス状カーボン複合材(H14年度で主に実施)を取上げ,フェノール樹脂,黒鉛粉末および硬化剤の混錬材を接合面に塗布し,不活性雰囲気中で通電加圧して焼成接合する基礎試験を終了した。現在得られれている結果は以下の通り。
(1)金属ろう付では継手部にボイド等が発生し,特にガラス状カーボン複合材では接合不能である。
(2)樹脂焼成接合は,樹脂の硬化処理を353〜393Kで行ったあと,573Kで焼成接合する。その際,フェノール樹脂の急激な脱水を抑制するために昇温速度を緩やかにすることがポイントとなる。等方性黒鉛ではボイド等がなく,母材強度に達する継手強度が得られ,ガラス状カーボン複合材では表面の研磨処理によって接合面の組成が変化し,継手強度が変わることや放電プラズマ処理によりOH官能基を表面に付与することが接合性向上に寄与すること等を確認した。
(3)両材とも燃料電池のセパレータ材に適している。その際,溝加工が必須となるが,YAGレーザ溝加工試験を行い,樹脂焼成接合に及ぼす影響を把握した。
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