圧縮荷重下における炭素繊維の高強度化に関する研究

提高碳纤维压缩载荷强度的研究

• 批准号: 14750566
• 负责人: 君家 直之
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Osaka Prefectural College of Technology
• 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-14750566/
• 关键词: 炭素繊維; 力学的特性; 圧縮; 強度; 弾性率; 破壊; 構造; 結晶

ナノオーダーの位置決めを可能とするピエゾステージと微小荷重測定用ロードセルを用いて、より測定精度の高い圧縮試験装置を製作した。ピエゾステージは粗動の位置決めを行うためのXYマイクロメータステージの上に配置し、さらにコンピュータからフィードバック制御を行いながらピエゾステージを微動位置決めさせる構造とした。ピエゾステージ上には任意の角度調節ができる試料台を取り付け、その上に固定した繊維試料の配向を調整しながら繊維軸方向に静的に圧縮できるようにした。試料に加わった圧縮荷重はロードセルにより検出し、その信号の変化を高応答シグナルコンデイショナで増幅後A/D変換し、ポータブルデータ収集装置にて逐次記録した。この試験装置を用いることにより試料の位置決めの再現性が得られ、炭素繊維の軸方向圧縮強度の測定に加えて、これまで困難であった炭素繊維の軸方向圧縮ひずみおよび圧縮弾性率の直接測定が可能となった。試験環境の改善後、各種PAN系炭素繊維について圧縮試験を行い、さらにX線回折試験とSEM観察による構造解析をあわせて行うことにより、軸方向圧縮特性と繊維の結晶構造との関係を明らかにした。その結果、炭素繊維の圧縮特性には黒鉛化処理時に生じる繊維表層付近の黒鉛結晶と気孔の存在とが密接に関係していることが確認できた。そこで繊維の黒鉛化処理温度を抑え、結晶不規則領域を適度に含む繊維について圧縮特性を評価したところ、高温で黒鉛化処理した繊維よりも圧縮特性が向上することが確認された。またこのような繊維では、引張特性と圧縮特性の差異が軽減されることも明らかとなった。したがって炭素繊維の圧縮特性改善にあたっては、引張特性とのバランスを考慮した上で、黒鉛結晶層と結晶不規則領域の比率および分布状態を最適化することが重要であることがわかった。

It is possible to determine the accuracy of the device for the measurement of small loads. The location of the XY is not required. The configuration is configured. The location of the micro-motion is not changed. At any angle, the material table is fixed, the material is fixed, and the direction is static. The material is loaded, the signal is high, and the signal is high. After the amplitude of the frame, there is a lot of data on the data, and the data is not available. The device is used to determine the location of the material, the strength of the carbon, the strength of the carbon, the direction of the carbon, the location of the material, the position of the material, the position of the material, the strength of the carbon, the strength of the carbon, the direction of the carbon, the property rate of the material, the strength of the carbon, the direction of the carbon, the location of the material, the position of the material, the reproducibility of the material, the strength of the carbon, the direction of the carbon, the property rate of the material. After the improvement of the environment, all kinds of PAN carbon emissions are used in the production line, the X-ray analysis, the SEM inspection and the analysis of the environmental and directional characteristics of the system. The results of the tests, the characteristics of carbon compounds, the properties of carbon compounds, the characteristics of carbon compounds, the properties of carbon compounds, the characteristics of carbon compounds, the characteristics The temperature is reduced, the temperature is not regulated, the temperature is affected, the temperature is not affected, and the temperature is not affected. I don't know what to do. I don't know what to do. In order to improve the characteristics of carbon materials, the characteristics of carbon materials are improved, and the characteristics are not affected. The results show that the ratio distribution in the field is not regulated, and the distribution is very important.