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炭素繊維強化炭素複合材料の機械的特性の最適化に関する研究

碳纤维增强碳复合材料力学性能优化研究

基本信息

批准号：
07750770
负责人：
向後保雄
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Institute of Space and Astronautical Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750770/
关键词：
C C複合材料層間せん断強度層間破壊靱性 SiCウイスカー機械的特性

项目摘要

C/C複合材料は軽量で高温特性に優れることから、金属やセラミックスでは適用不可能な超高温域における耐熱構造材料としての適用が期待されているが、積層面内の強度靱性に比較して層間の強度靱性が著しく低いため(CFRPのおよそ1/10程度)、これが構造設計上の大きな制約となっている。本研究ではそのための方法として、わずかに板厚方向を強化した擬三次元強化C/C複合材料、及び積層材のマトリックス中に層間補強用にウイスカーを混入したC/C複合材料を検討の対象とし、C/C複合材料に対する最適設計のための基礎資料得ることを目的とした。本年度は主に基準となる二次元強化材(クロス積層材),マトリックスにSiCウイスカーを添加して層間を強化した二次元強化材について検討し、面内方向特性として引張および曲げ試験を行い、層間特性として層間せん断強度およびモードIおよびモードIIの層間破壊靱性の評価試験を行った。その結果SiCウイスカーの添加は層間特性の向上に対して極めて有効であり、5vol%の添加によって層間せん断強度で2.5倍,モードIおよびモードIIの破壊靱性値(臨界エネルギー開放率)でそれぞれ1.5倍および2.5倍に向上した。試験前後の材料組織観察および亀裂の進展状況の観察より、マトリックス自身および繊維束/マトリックス界面の強度の向上が層間特性を向上させたものと結論された。来年度は、本年度実施する事ができなかった、わずかに板厚方向を強化した擬三次元強化C/C複合材料についても同様の検討を行い、面内方向特性と層間特性の相関について検討する。

C/C composite materials have excellent high-temperature properties and metal materials It is impossible to apply to the ultra-high temperature range. It is a heat-resistant construction material and it is suitable for the application. It is expected that it is suitable.が、Comparison of the strength and properties within the layer and the strength and properties between layers are low and low (CF RPのおよそ1/10 degree), の大きな restriction on これが structural design and となっている. In this study, we used the method of strengthening C/C composites in the plate thickness direction, pseudo-three-dimensional strengthening of C/C composites, and the interlayer reinforcement of laminated materials. We mixed the C/C composite material したとを検の対 resemble the とし and the C/C composite material に対するoptimum design のための basic information to get the ることをpurpose とした using the にウイスカーを. This year's main benchmark is the two-dimensional reinforced material (クロス laminated material), MatトリックスにSiC is a two-dimensional reinforced material that is reinforced between layers, In-plane directional characteristics: としておよびqu げ trial 験を行い, interlayer characteristics: として interlayer せんStrength およびモードIおよびモードIIのInterlayer breakage 壊靱性のvaluation価trial験を行った.そのResultsSiCウイスカーのaddedはInterlayer propertiesのUPに対してpoleめてeffectiveであり、5vol%のaddedによってinterlayerせんbreaking strengthで2.5 times, モードIおよびモードIIの壊坱性夤 (critical エネルギーopening rate) でそれぞれ1.5 times および2.5 times にUPした. Material organization before and after the trial繊dimensional beam/マトリックスInterface のstrengthのUPがInterlayer propertiesをUPさせたものとCONCLUSIONされた. In the coming year and this year, we will strengthen the thickness direction of the plate and strengthen it in the direction of the thickness of the plate. C composite materials are related to the characteristics of the same material, the in-plane directional characteristics and the interlayer characteristics.