2015 Fiscal Year Annual Research Report
レーザー超音波を用いた多層構造燃料電池セルの密着強度・靱性評価法の開発
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25249004
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
荒井 政大 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30260532)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西村 正臣 信州大学, 工学部, 講師 (40554580)
伊藤 寛明 青山学院大学, 理工学部, 助教 (70534981)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 非破壊検査 / 超音波 / 逆問題 / 界面強度 / 境界要素法 / 薄膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度はアルミニウム基材にナノカーボン樹脂膜を被覆して試験片を作成し，その界面密着強度の調査を行った．エポキシ樹脂に3%のカップスタック型カーボンナノチューブを混ぜ，アルミニウム基材上に塗布し，電気炉内で固化成形を行った．その後，表面を研磨し，30μm厚さに仕上げたうえで供試材料とした．現有のレーザー干渉変位計は測定レンジが40nmと非常に小さいため，樹脂膜での測定が困難であることが判明した．そこで，青山学院大学の伊藤助教の研究室所有のレーザードプラー振動計を使い，今年度の測定を行った．得られた試験片裏面の変位速度データより，ワイブル分布を用いて統計的に界面強度の決定を行った結果，約60MPa程度との結果を得た．これは，ピン接着による引張り試験のデータに比べて50～70%程度高いデータであり，これまでのチタン膜の傾向と異なるものであった．界面強度に及ぼすひずみ速度の影響については，次年度以降詳細に検討する必要があるといえる．加えて，今回の計算ではひずみ速度が材料構成式に及ぼす影響を考慮していないため，その点も次年度に検討する必要があると考えられる．計算アルゴリズムに関しては，伝達関数の逆畳み込みの計算を改めた結果，非常に高い精度の数値解が得られるようになった．次年度はレーザーアブレーションから得られる圧力波形を適切に修正し，3次元的な波動場をより適切にとらえることに努めたいと考えている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
今年度は新たにナノカーボン皮膜の強度評価を実施することができた．しかしながら，測定系の問題にかなり多くの時間を費やすことになり，結果的にH27年度は界面破壊靭性値の評価を行うことができなかった．その点を考慮して，今年度は「やや遅れている」と進捗状況を評価する．
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| Strategy for Future Research Activity |
また，今年度までは等方性膜を対象としてきたことから，軸対称境界要素法による解析をすすめてきたが，今後は異方性膜に対応するプログラムの作成を行い，CFRPに代表される異方性材料の測定に取り組みたいと考えている．また，現時点においても測定対象膜の厚さは30μm程度であり，薄い膜の測定が可能となっていない．H28年度は入力パルスの適切な制御により，この問題を解決したいと考えている．
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