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2016 年度 実績報告書

CNTを一次元配向分散した革新的軽量高強度Al電線の作製とグリーンイノベーション

研究課題

研究課題/領域番号 26289267
研究機関東北大学

研究代表者

川崎 亮  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50177664)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードカーボンナノチューブ / 複合材料 / 界面反応相 / 均一分散 / 軽量高強度
研究実績の概要

SPS焼結体を熱間押出しにより完全にち密化し、熱間押出しにより細線化して、CNTが一次元に配向分散したAl/CNT複合線材を作製した。CNTの損傷を防ぐため、炭化物を形成せずにAlマトリックスが十分塑性流動できる条件で実施した。炭化物の形成は、熱間押出し中にCNTの損傷を招くばかりでなく、加工荷重の増加や延性の低下により加工困難となることが考えられる。TEMにより炭化物の有無を確認し、ラマン分光法CNTの損傷の程度を明らかにした。また、引張試験を行い荷重‐変位応答を調べ、Al/CNT界面の荷重伝達特性を明らかにした。
非常によく一次元配向しているCNT表面のナノ欠陥部へナノ炭化物(Al4C3)を選択的に形成するための熱処理条件の最適化を行った。これはいわゆる界面制御に相当し、CNTとAlマトリックス間にAl炭化物が形成されたこととなり、単なるCNTとの接触界面でなく炭化物を介して、強固に接合された界面となる。その結果、良好な荷重伝達が可能となると考えられる。TEM 観察によってAl4C3の生成場所、成長結晶面や成長方向などの形成メカニズムを明らかにした。
引張試験を行い荷重-変位応答を調べ、Al/CNT界面の荷重伝達特性の向上を明かにし、Alの引張強度が高強度になることを示した。また、電気伝導率の測定を行い、Alの電気伝導率と同等あるいはそれ以上であることを明らかにした

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Interface and interfacial reactions in multi-walled carbon nanotubereinforced2016

    • 著者名/発表者名
      Weiwei Zhou, Sora Bang, Hiroki Kurita, Takamichi Miyazaki, Yuchi Fan,Akira Kawasaki
    • 雑誌名

      Carbon

      巻: 96 ページ: 919-928

    • DOI

      http://doi.org/10.1016/j.carbon.2015.10.016

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In-situ characterization of interfacial shear strength in multi-walled carbon nanotube reinforced aluminum matrix composites2016

    • 著者名/発表者名
      Weiwei Zhou, Go Yamamoto, Yuchi Fan, Hansang Kwon, Toshiyuki Hashida, Akira Kawasaki
    • 雑誌名

      Carbon

      巻: 106 ページ: 37-47

    • DOI

      http://doi.org/10.1016/j.carbon.2016.05.015

    • 査読あり
  • [学会発表] Fabrication of TinO2n-1 by Hydrogen Reduction and Evaluation of Thermoelectric Properties2016

    • 著者名/発表者名
      Xiaopeng FENG
    • 学会等名
      粉体粉末冶金協会春季大会(117回)
    • 発表場所
      京都工芸繊維大学(京都市)
    • 年月日
      2016-05-26

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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