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連続繊維強化熱可塑性樹脂複合材料は、連続繊維を強化繊維に用いるため高い力学的特性が期待でき、熱可塑性樹脂を用いることで高サイクル成形、リサイクル性、二次加工性等の利点を得ることができる。一方で、成形条件が界面特性に影響を及ぼし、成形品の力学的特性に影響を与えるということが明らかになってきており、単繊維を取り出して行う従来の界面評価方法では、成形条件の影響を受けて形成された成形品内の界面相(In-situ界面と称する)の評価は困難である。
本研究の目的は、連続繊維強化熱可塑性樹脂複合材料におけるIn-situ界面評価手法を確立し、In-situ界面の形成メカニズムを明らかにすることである。最終的に、最適界面設計に関する指針を構築する。
平成30年度は、In-situ界面評価手法に関して、機械的側面と化学的側面から同時に評価する手法を構築した。具体的には、ナノインデンテーションを用いた界面相の弾性率分布、および、ナノサーマル顕微鏡を用いた界面相の熱物性分布の結果から総合的に評価する手法を構築した。一方向材料積層板を成形し、成形条件が異なる炭素繊維強化熱可塑性樹脂複合材料に対して上述の評価手法を適用し、表面処理および成形条件がIn-situ界面特性に及ぼす影響を評価可能であることを確認した。様々な材料の組合せ、および、成形条件の組合せの異なる材料系に対して評価結果を蓄積し、最適界面設計指針の構築をおこなった。
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