2018 年度研究成果報告書

電気構造複合破壊のミッシングリンク－破壊エネルギー評価による電気トリー進展制御

研究課題

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研究課題/領域番号	17K18441
研究種目	若手研究(B)
配分区分	基金
研究分野	電子・電気材料工学機械材料・材料力学
研究機関	地方独立行政法人大阪産業技術研究所
研究代表者	木谷亮太地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 和泉センター, 研究員 (90761619)
研究協力者	岩田晋弥髙田達雄
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2019-03-31
キーワード	電気絶縁材料 / 破壊 / 材料力学 / トリー / 電流積分計 / 電荷
研究成果の概要	破壊を抑制するのに有効な電気絶縁材料の構造を探索するため、次の研究を実行した。機械強度に異方性をもつ材料を３Dプリンタで作製し、積層方向ごとの電気絶縁性を、外力の有無による違いごとに評価した。次に、バルク樹脂試料に生じた電気トリーのX線CTを撮影した。また、電流積分計による計測と等価回路モデルの作成を行い、バルク樹脂材料に蓄積・貫通するエネルギーの評価方法を検討した。成果は次の通りである。(a)電気絶縁材料の構造と材料に作用する力とが絶縁性に及ぼす影響についての知見(b)絶縁材料設計に活用可能なトリー３Dモデル(c)電気絶縁材料劣化時の電荷特性経時変化からエネルギーを算出するための基礎モデル
自由記述の分野	材料工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	機械的特性を考慮して電気絶縁性を向上させる材料構造・作製方法についての知見は、電気絶縁のみならず物質の破壊現象の理解そのものに深く関わっており、学術的な意義が大きい。また、破壊箇所に関する有用な解析モデルは、電気絶縁設計に利用することで、安全かつ高性能な電気機器づくりに資するものであり、同様に電流積分計によるエネルギー評価方法の基礎を構築したことは、新たな電気設備劣化の診断手法に資するものである。いずれも近年のスマートグリッド・電気自動車等によってもたらされる電気利用方法の変革に対応するために必要不可欠な技術基盤となると期待される。