ナノ繊維強化マイクロマシン用複合材料の信頼性評価と材料デザイン原子モデリング

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究は,マイクロマシン用材料として期待されるカーボンナノチューブ強化ポリマー複合材料を対象に,その材料デザイン技術の確立を目指し,具体的には(i)カーボンナノチューブ強化ポリマー複合材料の剛性・強度・疲労寿命の実験的評価,(ii)ナノチューブの離散原子特性を考慮した複合材料デザインのための新しい力学モデルの提案とその検証・確立を目的とする.本年度の成果は以下の通りである.(1)微小複合材料試験片の強度測定とナノチューブ配向分布の実測前年度に試作した微小複合材料試験片について,曲げ試験によって静的強度および疲労寿命を実測し,ナノチューブ充填の影響,ならびにナノチューブの配向性の影響を検討した.同時に断面の電子顕微鏡観察によりナノチューブ配向分布を測定し,配向性と剛性・静的強度・疲労寿命の関係を定量的に評価した.(2)連続体-離散原子連成モデルの構築と流動シミュレーション連続体ポリマー-離散原子ナノチューブの連成モデルを検討した.本モデルでは,エネルギー平衡を基礎に離散原子モデルを等価な連続体に置換する.さらにナノチューブ表面に仮想引力を導入し,流動時のチューブ/ポリマー摩擦力とチューブ間凝集力,ならびに硬化後のチューブ/ポリマー固着力を表現する.本モデルと離散分子動力学モデルの比較検討を行った.