機能性界面相の付与による繊維強化複合材料の高機能化

通过添加功能界面提高纤维增强复合材料的功能

• 批准号: 14750072
• 负责人: 小林 訓史
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750072/
• 关键词: 機能性界面相; 傾斜機能材料; トランスバースクラック; 層間はく離; 疲労試験; 長期信頼性; 複合材料; 実験マイクロメカニクス

繊維強化プラスチック(FRP)を構成する要素は,母材である樹脂・強化材である繊維,そしてそれらの界面が挙げられる.これまでFRPの高性能化に関しては,母材樹脂または強化繊維,もしくはその両方を高性能化することにより達成されてきた.ここで,第3の構成要素である界面に関しては,強化繊維の表面処理により界面強度の向上がなされてきた程度であり,材料設計のパラメータとしては十分に利用されてきたといえない.これは界面が二次元的な面として扱われてきたために,材料設計の自由度が低いためである.そこで,2次元的な界面の代わりに3次元的な広がりを有する界面相を付与し,その界面相に様々な機能性を与えることにより,FRPの更なる高機能化が達成可能であると考える.本研究の目的は,1.機能性界面相を有する繊維強化複合材料の作成法の確立,2.機能性界面相の特性が複合材料の巨視的な特性に及ぼす影響の解明,である.これらが達成されることにより,目的に応じた特性を有する複合材料の開発が可能となり,工業的意義は大きいと考えられる.本年度は,昨年度の成果より作成することが可能となった柔軟性界面相を有するCFRP積層板に対して引張試験・曲げ試験・疲労試験を行うことにより,積層板中に最初に発生する損傷であるトランスバースクラックが大幅に抑制することが可能であることを確認した.また,繊維方向ではそれほど効果は無いが繊維直角方向の減衰特性が大幅に向上することを確認した.

繊 d strengthen プ ラ ス チ ッ ク (FRP) を す は る elements, and parent metal で あ る resin, strengthen material で あ る 繊 d, そ し て そ れ ら の interface が 挙 げ ら れ る. こ れ ま で FRP の high-performance に masato し て は, base resin ま た 繊 d は aggrandizement, も し く は そ の struck party を high-performance す る こ と に よ り reached さ れ て き た. こ こ で, first 3 の components で あ る interface に masato し て は, strengthen 繊 の surface 処 Richard に よ り interface strength の upward が な さ れ て き た degree で あ り, material design の パ ラ メ ー タ と し て は very に using さ れ て き た と い え な い. こ れ は interface が secondary yuan な surface と し て Cha わ れ て き た た め に, material design の low degree of freedom が い た め で あ る . そ こ で, 2 dimensional な interface generation の わ り に 3rd dimensional な hiroo が り を have す る interface を give し, そ の interface に others 々 な functional を and え る こ と に よ り, FRP の more な る high functional が a possible で あ る と exam え る. The purpose of this study is,1. To establish the <s:1> fabrication method <e:1> of functional interfacial phase を する繊 dimensional reinforced composite materials,2. Functional interface の features が composites の な characteristics of macroscope に and ぼ す influence の explain で あ る. こ れ ら が reached さ れ る こ と に よ り, purpose に 応 じ た features を have す る composites の open 発 が may と な り, the significance of industrial は big き い と exam え ら れ る. は this year, yesterday's annual の results よ り made す る こ と が may と な っ た flexible interface を have す る CFRP laminated plate に し seaborne て extension test, qu げ test, exhausted 労 test line を う こ と に よ り, laminated plate に originally に 発 raw す る damage で あ る ト ラ ン ス バ ー ス ク ラ ッ ク が に significantly inhibit す る こ と が may で あ る こ と を confirm し た. ま た 繊 d direction で は そ れ ほ ど unseen fruit は no い が 繊 three-dimensional right-angle direction の damping characteristics が に sharply upward す る こ と を confirm し た.

项目成果

Satoshi KOBAYASHI, Asami NAKAI, Hiroyuki HAMADA: "Suppression of Microscopic Damage in Epoxy-based Composites using Flexible Interphase"Journal of Materials Science Letters. Vol.22, No.19. 1315-1318 (2003)

Satoshi KOBAYASHI、Asami NAKAI、Hiroyuki HAMADA：“使用柔性界面抑制环氧复合材料中的微观损伤”材料科学快报杂志。

小林訓史, 山本勝, 若山修一: "モデルコンポジットを用いた繊維/樹脂界面における破壊過程の評価"日本実験力学学会講演論文集. 321-322 (2003)

Noriji Kobayashi、Masaru Yamamoto、Shuichi Wakayama：“使用模型复合材料评估纤维/树脂界面的断裂过程”日本实验力学学会论文集 321-322 (2003)。

Satoshi KOBAYASHI, Ken-ichi SUGIMOTO, Asami NAKAI, Hiroyuki HAMADA: "Improvement in transverse properties of CFRP laminates using hybridization method"Proceedings of the 14th International Conference on Composite Materials. ID 0875 (2003)

Satoshi KOBAYASHI、Ken-ichi SUGIMOTO、Asami NAKAI、Hiroyuki HAMADA：“利用混合方法改善 CFRP 层压板的横向性能”第 14 届国际复合材料会议论文集。

小林訓史, 荻原慎二, 仲井朝美, 濱田泰以: "柔軟性界面相を有する平織複合材料の各種力学的特性"材料システム. Vol.21. 49-54 (2003)

Noriji Kobayashi、Shinji Ogiwara、Asami Nakai、Yasuichi Hamada：“具有柔性界面的平织复合材料的各种机械性能”Materials Systems Vol. 21. 49-54 (2003)。

小林訓史, 杉本健一, 仲井朝美, 濱田泰以: "界面制御による複合材料積層板におけるトランスバースクラック抑制"最新の複合材料界面科学研究 2003. 25 1-25 2 (2003)

Noriji Kobayashi、Kenichi Sugimoto、Asami Nakai、Yasuichi Hamada：“通过界面控制抑制复合材料层压板中的横向裂纹”最新复合材料界面科学研究 2003. 25 1-25 2 (2003)