C/Cの界面アロイ構造が破壊機構に及ぼす影響の分離解析と最適化

C/C界面合金结构对断裂机制影响的单独分析与优化

• 批准号: 11124226
• 负责人: 北條 正樹
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11124226/
• 关键词: カーボンアロイ; C; C複合材料; 破壊; 切欠き材; 界面アロイ構造; 層間強度; 破壊力学; 焼成温度

本研究では,焼成温度によって繊維の特性の変化が少ない黒鉛化糸を炭素繊維として採用し,界面アロイ構造を,繊維にイミド系樹脂をコーティングすることと焼成温度を変化させることにより大きく変化させたC/C複合材料を対象として,切欠き材の破壊挙動に及ぼすマトリックス及び界面構造の影響を実験的に分離解析する.次に,その場観察による微視的な破壊過程の観測,界面強度等のメゾ構造物性の変化の直接測定に基づき,実測値を用いたメゾ的な数値シミュレーションにより破壊機構を再現する.さらに層間の特性を評価し,面内特性とのバランスを考慮することにより,切欠き感受性を最適化するための界面構造条件を提案する.本年度の成果は次のように要約される.(1)焼成温度の高い黒鉛化糸の朱子織の強化材を用い,これにビスマレイミドートリアジン共重合樹脂をコーティングしたの後,フェノール樹脂を含浸し,2500℃で最終焼成してC/C複合材料の積層板を作製した.得られた材料の強度は,コーティングを施さなかった材料より高くなった.また,焼成温度1600℃と比べ強度が向上するとともに切欠きの影響が少なくなった.(2)層間特性として,モードII破壊靭性値を評価した.コーティングにより界面強度が低下すると,モードIとは異なり破壊靭性値が低下することを明らかにした.

In this study, the influence of sintering temperature on the properties of carbon fiber and its interface structure was analyzed. In addition, the field observation of the Weishi app, the measurement of structural properties such as interface strength, etc. The evaluation of interlayer properties, the consideration of in-plane properties, and the optimization of interface structure conditions are proposed. The results of this year are presented in the following ways: (1)C/C composite laminates are manufactured by impregnating the resin with high sintering temperature and final sintering temperature of 2500 ℃. The strength of the material is high. The firing temperature is 1600℃, and the intensity is higher than that. (2)Interlayer characteristics and fracture toughness of the second layer are evaluated. The strength of the interface is low, and the toughness is low.

项目成果

Masaki Hojo: "The Role of Interleaf/Base Lamina Interphase in Toughening Mechanism of Interleaf-Toughened CFRP"Proc. 12th International Conference on Composite Materials. (1999)

Masaki Hojo：“中间层/基底层界面相在中间层增韧CFRP增韧机制中的作用”Proc。

Satoshi Matsuda: "Effect of Ionomer Thickness on Mode I Interlaminar Fracture Toughness for Ionomer Toughened FRP"Composites : Part A. 30. 1311-1319 (1999)

Satoshi Matsuda：“离聚物厚度对离聚物增韧 FRP 的 I 型层间断裂韧性的影响”复合材料：A 部分 30. 1311-1319 (1999)

Tadanobu Inoue: "Disappearance conditions of thermal stress singularities based on stress intensity in two and three-phase bonded structures"International Journal of Fracture. 96. 179-201 (1999)

Tadanobu Inoue：“基于两相和三相粘合结构中的应力强度的热应力奇点的消失条件”国际断裂杂志。

北條正樹: "アルミナ繊維/エポキシ一方向積層板の室温大気中におけるモードI・II層間破壊じん性および疲労き裂伝ぱ"材料. 48. 1400-1407 (1999)

Masaki Hojo：“室温空气中氧化铝纤维/环氧树脂单向层压板的 I/II 型层间断裂韧性和疲劳裂纹扩展”材料 48. 1400-1407 (1999)。

Masaki Hojo: "Interlaminar Fracture Toughness and Delamination Fatigue of Alumina Gibei/Epoxy Laminates in Air and in Liquid Nitrogen"Proceedings of 7th Euro-Japanese Symposium. 1-6 (1999)

Masaki Hojo：“空气和液氮中氧化铝 Gibei/环氧树脂层压板的层间断裂韧性和分层疲劳”第七届欧日研讨会论文集。