ナノ粒子強化高分子基複合材料の力学的挙動

纳米颗粒增强聚合物基复合材料的力学行为

• 批准号: 08F08058
• 负责人: 東郷 敬一郎
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Shizuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08F08058/
• 关键词: ナノ粒子分散複合材料; マイクロメカニックス; 増分形損傷理論; 粒子-マトリックス界面層; 機械的特性

平成21年度は,以下の2項目について研究を進めた.1.ナノ粒子分散複合材料の増分形損傷力学モデルの開発申請者らが開発している粒子分散複合材料の損傷理論を基に,粒子近傍のひずみ勾配効果による変形特性の粒子寸法効果と損傷過程の粒子寸法効果を考慮した力学モデルを開発した.また,新たなモデルとして,粒子-マトリックス界面層を考慮した微視力学モデルを開発し,界面層による粒子寸法効果を明らかにした.これらの開発したモデルを有限要素法に組込み,ナノ粒子分散複合材料中の切欠き・き裂など構造部材の解析を可能とした.2.ナノ粒子分散複合材料の作成粒子寸法の異なるシリカ粒子とエポキシからなる数種類の粒子分散複合材料を遠心遊星混練機,超音波分散器あるいは射出成形機を用いて作製した.強化材の樹脂マトリックス内への分散度について走査型電子顕微鏡について観察した結果、一様に分散している部分と凝集している部分が観察された。作製した複合材料について,強度特性を調べた結果、粒子体積率の影響は認められたが、粒子寸法の影響は顕著ではなかった。ナノ粒子分散複合材料の特性発現機構を明らかにするためには、さらに細かなナノオーダーの粒子を分散させた複合材料を作製し、検討することが必要である。

In the year of Pingcheng 21, the following 2 projects will be further studied. 1. The theory of particle dispersion composite materials is based on the theory of particle dispersion complex materials. the results show that the particle size method is effective in the process of particle size method. The interface between particles and micro-vision mechanics is open, and the particle size method is effective. In this paper, the finite element method is used to analyze the dispersion of particles in composite materials. it is possible to analyze the parts of materials. 2. The particle dispersion composite material is made into the particle size method, the particle size method. Strengthen the internal dispersion of chemical materials, the results of running-type electronic microscopes, and the results of agglutination tests. The composite materials were fabricated, the results of strength properties, particle volume activity, particle size and particle size were measured. According to the characteristics of particle dispersion composite materials, the mechanism is clear that the particles are dispersed, the particles are dispersed, and the composite materials are used as necessary.

项目成果

A micro-mechanics model for composites reinforced by regularly distributed particles with an inhomogeneous interphase

• DOI: 10.1016/j.commatsci.2009.04.003
• 发表时间: 2009-08
• 期刊: Computational Materials Science
• 影响因子: 3.3
• 作者: Yunpeng Jiang;K. Tohgo;Y. Shimamura

A Micromechanics Model of Particle-Reinforced Composites Taking Account of Debonding Damage and Particle Size Effect

考虑脱粘损伤和粒径效应的颗粒增强复合材料微观力学模型

• 发表时间: 2008
• 作者: N.Abe;T.Yanagida;Y.Yokota;S.Maeo;J.Pejchal;Y.Fujimoto;Y.Furuya;H.Tanaka;N.Kawaguchi;K.Fukuda;M.Nikl;A.Yoshikawa;東郷敬一郎
• 通讯作者: 東郷敬一郎

Quantitative dependence of the effective modulus of particle reinforced composites on the partially-debonding damage

颗粒增强复合材料有效模量对部分脱粘损伤的定量依赖性

• 发表时间: 2009
• 作者: Jan Pejchal;Eva Mihokova;Martin Nikl;Andrey Novoselov;Akira Yoshikawa;Y.P.Jiang
• 通讯作者: Y.P.Jiang