MFCの微細3D構造によるブレーキディスク用C／C複合材料の高性能,高機能化

本研究テーマでは,微細な3D構造を有する炭化MFCの添加がC/C複合材料の強度特性に与える影響を詳細に調査した.その結果,炭化MFCを適量(1wt%)添加することによって,1方向C/C複合材料の曲げ強度が大きく改善することがわかった.この改善は炭化MFCによって炭素マトリクスの強度およびじん性の向上によるものであることがわかった.また,針状の微細繊維や球状の黒鉛等,異なる形状の添加材を用いて調査したところ,強度改善効果があるのは微細な3D構造を有する炭化MFCのみとなった.これらのことから,微細な3D構造によって,C/C複合材料焼成時に発生する空孔の形状が微細化され,その結果強度改善につながったと考えられる.本成果を応用することによって,多くのコストおよびエネルギを要する緻密化工程を省略することが可能となり,C/C複合材料の低価格化が可能となる.また本研究テーマでは,内部に空孔を有するC/C複合材料を対象とし,その空孔内部にCNTを生成し,摩擦特性を改善する手法を開発した.緻密化を省略し,内部に空孔を有するC/C複合材料を作製し,その空孔に熱CVD法によってCNTを生成した.CNTを生成したC/C複合材料は,従来のC/C複合材料に比べ,摩耗特性に大きな影響を与えることなく,摩擦係数の温度依存性が解消されることがわかった.この効果は,摺動面に生成されたCNTがC/C複合材料に対して硬く,アブレシブ摩耗を発生させていることがわかった.このアブレシブ摩耗はナノオーダで発生しているため,マクロな摩耗特性に大きな影響を与えないことが分かった.また摩耗しても摺動面に周期的にCNTが露出することによって,永続的な改善効果が期待できることもわかった.本成果を応用することによって,軽量かつ高摩擦係数を有する一般車両用C/C複合材料性の摩擦材開発が可能である.

本研究テーマでは,微細な3D構造を有する炭化MFCの添加がC/C複合材料の強度特性に与える影響を詳細に調査した.その結果,炭化MFCを適量(1wt%)添加することによって,1方向C/C複合材料の曲げ強度が大きく改善することがわかった.この改善は炭化MFCによって炭素マトリクスの強度およびじん性の向上によるものであることがわかった.また,針状の微細繊維や球状の黒鉛等,異なる形状の添加材を用いて調査したところ,強度改善効果があるのは微細な3D構造を有する炭化MFCのみとなった.これらのことから,微細な3D構造によって,C/C複合材料焼成時に発生する空孔の形状が微細化され,その結果強度改善につながったと考えられる.本成果を応用することによって,多くのコストおよびエネルギを要する緻密化工程を省略することが可能となり,C/C複合材料の低価格化が可能となる.また本研究テーマでは,内部に空孔を有するC/C複合材料を対象とし,その空孔内部にCNTを生成し,摩擦特性を改善する手法を開発した.緻密化を省略し,内部に空孔を有するC/C複合材料を作製し,その空孔に熱CVD法によってCNTを生成した.CNTを生成したC/C複合材料は,従来のC/C複合材料に比べ,摩耗特性に大きな影響を与えることなく,摩擦係数の温度依存性が解消されることがわかった.この効果は,摺動面に生成されたCNTがC/C複合材料に対して硬く,アブレシブ摩耗を発生させていることがわかった.このアブレシブ摩耗はナノオーダで発生しているため,マクロな摩耗特性に大きな影響を与えないことが分かった.また摩耗しても摺動面に周期的にCNTが露出することによって,永続的な改善効果が期待できることもわかった.本成果を応用することによって,軽量かつ高摩擦係数を有する一般車両用C/C複合材料性の摩擦材開発が可能である.