| 研究課題/領域番号 |
21H01219
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分18010:材料力学および機械材料関連
|
|---|
| 研究機関 | 早稲田大学 |
|---|
研究代表者 |
細井 厚志 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (60424800)
|
|---|
| 研究分担者 |
須賀 健雄 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (10409659)
岩瀬 英治 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70436559)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| キーワード | 異種接合 / 強度 / 靭性 / CFRP |
|---|
| 研究成果の概要 |
アルミニウム合金表面にレーザー加工や陽極酸化及びエッチング処理により微細構造を作製し，さらにその表面にシランカップリング剤を付与することで，熱可塑性炭素繊維強化プラスチックと高強度、高靭性な接合特性を有する異種接合技術の開発を行った．実験及び量子化学計算によってイソシアネート系シランカップリング剤とPEEK母材樹脂の化学結合について評価を行い，水素結合及び分子の絡み合いが接合特性向上に寄与していることを明らかにした．また，界面の微細構造によってき裂進展時にナノブリッジングが生じ，このブリッジングがき裂先端の変位開口を抑制し，接合強度や破壊靭性を大幅に向上しているメカニズムを明らかにした．
|
| 自由記述の分野 |
材料力学
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究によって，トレードオフ関係にある強度と靭性の両方を向上可能な金属と繊維強化プラスチックの異種接合技術が開発された．界面の微細構造によってき裂進展時に繊維強化プラスチックの樹脂がナノスケールでブリッジングすることによって，き裂の開口を抑制し強度と靭性を両立させていることが明らかとなった．またブリッジングを生じさせるためには適切な界面強度が存在し，それらはシランカップリング剤の処理条件で制御可能なことが分かった．これらの原理を応用して幅広い接合技術に応用できる可能性がある．
|
