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2013 年度 実績報告書

カーボンナノチューブ析出炭素繊維強化複合材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22360282
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

内藤 公喜  独立行政法人物質・材料研究機構, 複合材料グループ, 主幹研究員 (70421394)

研究分担者 田中 義久  独立行政法人物質・材料研究機構, 複合材料グループ, 主幹研究員 (60343844)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2014-03-31
キーワード炭素繊維 / カーボンナノチューブ / 引張特性 / せん断特性 / はく離特性 / 気相法 / 液相法 / 信頼性
研究概要

昨年度、カーボンナノチューブ析出炭素単繊維とエポキシ樹脂を用いてせん断強度試験(マイクロボンド試験)を実施し、気相法および液相法(0.1Mの触媒濃度のみ)による触媒導入では、未析出の試験片と比べて、カーボンナノチューブ析出炭素単繊維のせん断強度(界面せん断強度)の向上が見られた。また、両試験片の走査型電子顕微鏡を用いた破面観察により、未析出の試験片では繊維表面に樹脂がほとんど付着していない界面破壊の様相を呈しているのに対して、気相法および液相法によるカーボンナノチューブ析出炭素単繊維では破壊開始点近傍で繊維表面に樹脂が付着する凝集破壊の様相を呈していることがわかった。本年度は、最終年度であり、各研究成果をまとめた。また、ナノ-ミクロン階層型CFRPの作製を実施し、CFRPとしての評価を実施した。
1)気相法および液相法(0.1Mの触媒濃度のみ)による触媒導入では、未析出の試験片と比べて、カーボンナノチューブ析出CFRPでの平均引張強度の向上は見られないが、強度バラツキは低減された。試験数量が少なく、研究成果として報告するためには、確認が必要である。
2)気相法および液相法(0.1Mの触媒濃度のみ)による触媒導入では、未析出の試験片と比べて、カーボンナノチューブ析出CFRPでのせん断強度の向上が確認された。試験数量が少なく、研究成果として報告するためには、確認が必要である。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Effect of strain rate on tensile properties of carbon fiber epoxy-impregnated bundle composite2014

    • 著者名/発表者名
      Naito K.
    • 雑誌名

      Journal of Materials Engineering and Performance

      巻: 23 ページ: 708-714

    • DOI

      10.1007/s11665-013-0823-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The effect of high-temperature vapor deposition polymerization of polyimide coating on tensile properties of polyacrylonitrile- and pitch-based carbon fibers2013

    • 著者名/発表者名
      Naito K.
    • 雑誌名

      Journal of Materials Science

      巻: 48 ページ: 6056-6064

    • DOI

      10.1007/s10853-013-7402-x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Increasing the interfacial strength in carbon fiber/polypropylene composites by growing CNTs on the fibers2013

    • 著者名/発表者名
      Yumitori S., Arao Y., Tanaka T., Naito K., Tanaka K., Katayama T.
    • 雑誌名

      Computational Methods and Experimental Measurements XVI

      巻: 55 ページ: 275-284

    • DOI

      10.2495/CMEM130221

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tensile properties of polyacrylonitrile- and pitch-based hybrid carbon fiber/polyimide composites with some nanoparticles in the matrix2013

    • 著者名/発表者名
      Naito K.
    • 雑誌名

      Journal of Materials Science

      巻: 48 ページ: 4163-4176

    • DOI

      10.1007/s10853-013-7229-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tensile properties and weibull modulus of some high-performance polymeric fibers2013

    • 著者名/発表者名
      Naito K.
    • 雑誌名

      Journal of Applied Polymer Science

      巻: 128 ページ: 1185-1192

    • DOI

      10.1002/APP.38420

    • 査読あり
  • [学会発表] 複合材料における界面制御2014

    • 著者名/発表者名
      内藤公喜
    • 学会等名
      Symposium on Hybrid Materials Architecture-ハイブリッド材料の三次元造形造質に向けて-
    • 発表場所
      物質・材料研究機構
    • 年月日
      20140203-20140203
  • [学会発表] 炭素繊維とポリイミドの密着性・含浸性と引張特性2013

    • 著者名/発表者名
      内藤公喜
    • 学会等名
      CFRPにおける樹脂と炭素繊維の含浸性向上技術セミナー
    • 発表場所
      ゆうぽうと 5F はまゆう
    • 年月日
      20131121-20131121
    • 招待講演
  • [学会発表] 積層CFRPの界面に及ぼす熱膨張異方性の影響2013

    • 著者名/発表者名
      田中義久,内藤公喜,岸本哲
    • 学会等名
      M&M2013 材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 年月日
      20131011-20131014
  • [学会発表] Thermal deformation inhomogeneity of hierarchical microstructure composite materials2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Tanaka, K. Naito, S. Kishimoto
    • 学会等名
      International Symposia on Micro and Nano Technology (ISMNT)
    • 発表場所
      China
    • 年月日
      20131008-20131012
  • [学会発表] カーボンナノチューブ析出炭素繊維とその複合材料の力学および機能特性2013

    • 著者名/発表者名
      内藤公喜
    • 学会等名
      第2回先端複合材料研究センターコロキウム
    • 発表場所
      同志社大学
    • 年月日
      20131004-20131004
    • 招待講演
  • [学会発表] Tensile properties of carbon nanotubes grafted polyacrylonitrile-based carbon fibers2013

    • 著者名/発表者名
      K. Naito, Y. Inoue, H. Fukuda
    • 学会等名
      International Conference on Diamond and Carbon Materials 2013
    • 発表場所
      Italy
    • 年月日
      20130902-20130905
  • [学会発表] 連続炭素繊維の特性と破壊挙動2013

    • 著者名/発表者名
      内藤公喜
    • 学会等名
      CFRP(炭素複合材料)の含浸性向上技術セミナー
    • 発表場所
      北とぴあ 9F 901会議室
    • 年月日
      20130827-20130827
    • 招待講演
  • [学会発表] Tensile Properties of PAN- and Pitch-based Hybrid Carbon Fiber Reinforced Epoxy Matrix Composites2013

    • 著者名/発表者名
      K. Naito
    • 学会等名
      19th International Conference on Composite Materials (ICCM19)
    • 発表場所
      Canada
    • 年月日
      20130728-20130802
  • [学会発表] Measurement of thermal deformation in CFRP laminate at different scales2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Tanaka, K. Naito, S. Kishimoto, Y. Kagawa
    • 学会等名
      19th International Conference on Composite Materials (ICCM19)
    • 発表場所
      Canada
    • 年月日
      20130728-20130802
  • [学会発表] Increasing the interfacial strength in carbon fiber/polypropylene composites by growing CNTs on the fibers2013

    • 著者名/発表者名
      S. Yumitori, Y. Arao, T. Tanaka, K. Naito, K. Tanaka, T. Katayama
    • 学会等名
      16th International Conference on Computational Methods and Experimental Measurements (CMEM 2013)
    • 発表場所
      Spain
    • 年月日
      20130702-20130704
  • [学会発表] 繊維強化型高分子系ハイブリッド材料を用いた構造物の補強2013

    • 著者名/発表者名
      内藤公喜
    • 学会等名
      第2回 新日鐵住金-NIMS 若手研究者交流会
    • 発表場所
      物質・材料研究機構
    • 年月日
      20130527-20130527
  • [学会発表] 繊維強化型高分子系ハイブリッド材料を用いた構造物の補強と容易な損傷検出の可能性について2013

    • 著者名/発表者名
      内藤公喜
    • 学会等名
      NIMS-PWRI 第1回技術交流会
    • 発表場所
      物質・材料研究機構
    • 年月日
      20130510-20130510
  • [学会発表] ポリマーコーティングおよびカーボンナノチューブ析出による炭素繊維の表面改質と繊維およびその複合材料特性の向上効果2013

    • 著者名/発表者名
      内藤公喜
    • 学会等名
      CFRPの特性向上に向けた繊維表面処理および含浸性改善技術セミナー
    • 発表場所
      きゅりあん 5F 第4講習室
    • 年月日
      20130423-20130423
    • 招待講演

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公開日: 2015-05-28  

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