粒子分散系接着剤を用いた接着継手の高温下での強度評価

粒子分散系複合材料は、異種材料の接合部における熱応力の緩和を計るための接着剤として、また、伝達負荷の比較的小さい機械要素や電子・電気部品の絶縁材として広範囲にわたって使用されている。そこで本研究では粒子分散系複合材料の中からフィラーにアルミナ粒子を用いたアルミナ粒子分散複合材料(以下、APRPと呼ぶ)を取り上げて、その変形と強度について実験的に検討した。次に、この結果を基にAPRPを接着剤として用いた接着継手の強度についても実験を行った。ここでのAPRPは、マトリック樹脂として常温硬化形ビニルエステル樹脂、アルミナは1μm〜9μmの粒径をそれぞれ用いた。APRPの基礎強度は内外径比0.8、肉厚2mmの中空試験片により測定した。まず、最初にアルミナの充填率を0%(樹脂のみ)とした場合と充填率を23wt.%(重量比)とした試験片により、アルミナの充填効果について検討した。この重量比は、試験片を注型法により製作した後に、断面におけるアルミナ粒子が平均的に分散することから取り上げた。試験片には引張、圧縮とねじり負荷およびそれらの組合せ負荷を加えることにより基礎挙動を測定した。その結果、変形については各負荷方向についてヤング率の値が約2割増加し、破断強度については圧縮負荷に対する値を除いて増加が見られ、特にねじり負荷に対して約1.5倍の増加となった。また、これらの組合せ応力下におけるAPRPの破断強度はホフマン則によって表わされることも分った。ところが、このAPRPを接着剤として用いた中空円筒の突合せ接着試験においては、逆に、その破断強度が引張り、ねじりの両負荷に対して、アルミナを充填しない場合の接着継手に比して約2倍の低下が生じた。今後は、この原因についてアルミナの充填率と粒径を系統的に変化させて実験と解析の両面から検討する必要があり、さらに種々の温度下においても同様のことを行う予定である。

粒子分散系複合材料は、異種材料の接合部における熱応力の緩和を計るための接着剤として、また、伝達負荷の比較的小さい機械要素や電子・電気部品の絶縁材として広範囲にわたって使用されている。そこで本研究では粒子分散系複合材料の中からフィラーにアルミナ粒子を用いたアルミナ粒子分散複合材料(以下、APRPと呼ぶ)を取り上げて、その変形と強度について実験的に検討した。次に、この結果を基にAPRPを接着剤として用いた接着継手の強度についても実験を行った。ここでのAPRPは、マトリック樹脂として常温硬化形ビニルエステル樹脂、アルミナは1μm〜9μmの粒径をそれぞれ用いた。APRPの基礎強度は内外径比0.8、肉厚2mmの中空試験片により測定した。まず、最初にアルミナの充填率を0%(樹脂のみ)とした場合と充填率を23wt.%(重量比)とした試験片により、アルミナの充填効果について検討した。この重量比は、試験片を注型法により製作した後に、断面におけるアルミナ粒子が平均的に分散することから取り上げた。試験片には引張、圧縮とねじり負荷およびそれらの組合せ負荷を加えることにより基礎挙動を測定した。その結果、変形については各負荷方向についてヤング率の値が約2割増加し、破断強度については圧縮負荷に対する値を除いて増加が見られ、特にねじり負荷に対して約1.5倍の増加となった。また、これらの組合せ応力下におけるAPRPの破断強度はホフマン則によって表わされることも分った。ところが、このAPRPを接着剤として用いた中空円筒の突合せ接着試験においては、逆に、その破断強度が引張り、ねじりの両負荷に対して、アルミナを充填しない場合の接着継手に比して約2倍の低下が生じた。今後は、この原因についてアルミナの充填率と粒径を系統的に変化させて実験と解析の両面から検討する必要があり、さらに種々の温度下においても同様のことを行う予定である。