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2012 年度 研究成果報告書

炭素繊維の破壊靭性と微細組織に関する研究

研究課題

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研究課題/領域番号 22560684
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 複合材料・物性
研究機関東京理科大学

研究代表者

向後 保雄  東京理科大学, 基礎工学部, 教授 (60249935)

研究期間 (年度) 2010 – 2012
キーワード炭素繊維 / 弾性率 / 内部摩擦
研究概要

本研究では種類の異なる13種類の炭素繊維の力学特性評価を目的に行った。炭素繊維の非軸方向弾性率のせん断弾性率 に着目し、真空系ねじり振動実験装置を用いて真空雰囲気中でねじり振動実験を行い、せん断弾性率 を測定することで実験条件とせん断弾性率の関係、装置の特徴を把握し、今まで測定されていなかった炭素繊維の単繊維について内部構造の指標となる内部摩擦を測定し、その結果から炭素繊維の力学特性と内部構造の関係について検討した。 その結果、PAN系、ピッチ系炭素繊維13種類についてせん断弾性率と内部摩擦の測定を行いPAN系高弾性タイプ、高強度タイプ、ピッチ系それぞれのタイプについて引張り強さ、弾性率に対するせん断弾性率、内部摩擦への傾向の違いが確認できた。PAN系高弾性タイプの炭素繊維とピッチ系炭素繊維ではヤング率増加によってせん断弾性率減少の傾向が見られ、加えてピッチ系炭素繊維では引張り強さが上昇するとせん断弾性率が減少する傾向が見られた。また、ピッチ系炭素繊維はPAN系炭素繊維と比較してせん断弾性率が小さいことがわかった。PAN系高強度タイプの炭素繊維では引張り強さの増加によって内部摩擦の増加傾向が見られ、PAN系高弾性タイプの炭素繊維では引張り弾性率増加によって内部摩擦が増加していく傾向が見られた。ピッチ系では引張強さと引張弾性率の増加によって内部摩擦が増加する傾向が得られた。せん断弾性率、内部摩擦への傾向の差はそれぞれの炭素繊維の網平面の配向性といった内部組織の差による影響が大きいと示唆された

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2013 2012

すべて 学会発表 (2件)

  • [学会発表] Rapid fabrication process for C/SiC composites with dispersed SiC slurry infiltration method2013

    • 著者名/発表者名
      Yasuo Kogo
    • 学会等名
      37th International Conference and Expo on Advanced Ceramics and Composites
    • 発表場所
      Hilton Daytona Beach, Florida, USA
    • 年月日
      2013-01-29
  • [学会発表] Effect of Constituent Ply Thickness on Nonlinear Mechanical Response in CFRP Angle-Ply Laminates2012

    • 著者名/発表者名
      Yasuo Kogo
    • 学会等名
      8th Asian-Australasian Conference on Composite Materials
    • 発表場所
      Kuala Lumpur Convention Centre, Kuala Lumpur, Mlaysia
    • 年月日
      2012-11-07

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公開日: 2014-08-29  

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