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

利用MFC的精细3D结构提高制动盘用C/C复合材料的性能和功能

• 批准号: 10J03859
• 负责人: 小武内 清貴
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Doshisha University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J03859/
• 关键词: C/C複合材料; 曲げ強度; 破壊じん性; 空孔; CNT; 摩擦特性; 摩擦材; ブレーキ

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.

This study テ ー マ で は, imperceptible な を has a 3 d structure す る carbonized MFC の add が C/C composites に の strength properties and え る impact を に detailed investigation し た. そ の results, carbonized MFC を right amount (1 wt %) add す る こ と に よ っ て, 1 direction strength of C/C composites の qu げ が big き く improve す る こ と が わ か っ た. こ の Good は carbonized MFC に よ っ て carbon マ ト リ ク ス の strength お よ び じ ん sex の upward に よ る も の で あ る こ と が わ か っ た. ま た, acicular superfine の 繊 d や globular の black lead and so on, different な る shape の を add material with い て survey し た と こ ろ, improve working intensity fruit が あ る の は imperceptible な を has a 3 d structure す る carbonized MFC の み と な っ た. こ れ ら の こ と か ら, imperceptible な 3 d structure に よ っ て, C/C composites 焼 into に 発 raw す る の empty hole shape が ultra-micronization model.the さ れ, そ の results strength improve に つ な が っ た と exam え ら れ る. This achievement を 応 with す る こ と に よ っ て, more く の コ ス ト お よ び エ ネ ル ギ を to す る densification engineering を omit す る こ と が may と な り, C/C composites の low 価 lattice change が may と な る. ま た this study テ ー マ で は, internal に を empty holes have す る C/C composites を like と seaborne し, そ の empty hole internal に CNT を generated し, friction Characteristics: を improvement する Technique: を development た. Densification を omit し, internal に を empty holes have す る し, the C/C composites を cropping そ の empty hole に thermal CVD method に よ っ て CNT を generated し た. CNT を generated し た C/C composites は, 従 の C/C composites に than べ, friction loss characteristics に big き な influence を and え る こ と な く, coefficient of friction の temperature dependency が null さ れ る こ と が わ か っ た. こ の unseen fruit は, fold the dynamic surface に generated さ れ た CNT が C/C composites に し seaborne て hard く, ア ブ レ シ ブ friction consumption を 発 raw さ せ て い る こ と が わ か っ た. こ の ア ブ レ シ ブ friction consumption は ナ ノ オ ー ダ で 発 raw し て い る た め, マ ク ロ な friction consumption characteristics に big き な influence を and え な い こ と が points か っ た. ま た friction consumption し て も fold the moving surface に cycle に CNT が reveal す る こ と に よ っ て, yong 続 な improve working fruit が expect で き る こ と も わ か っ た. This achievement を 応 with す る こ と に よ っ て, 軽 quantity か つ high friction coefficient を す る general car struck in C/C composites sex の friction material 発 が may で あ る.

项目成果

微細炭素繊維を用いた炭素繊維強化炭素複合材料(C/Cコンポジット)の機械的特性の改善

利用细碳纤维改善碳纤维增强碳复合材料（C/C复合材料）的机械性能

• 发表时间: 2010
• 作者: 竹内康徳;小武内清貴;大窪和也;藤井透;仲辻毅
• 通讯作者: 仲辻毅

Squeals reduction by modification of strain distribution on brake disc with small holes

通过修改小孔制动盘上的应变分布来减少尖叫声

• 发表时间: 2010
• 作者: Kiyotaka Obunai;Sho Hagiwara;Kazuya Okubo;Toru Fujii;Tsuyoshi Nakatsuji
• 通讯作者: Tsuyoshi Nakatsuji

表面へのCNT生成によるC/Cコンポジットの摩擦特性の改善

通过表面生成CNT改善C/C复合材料的摩擦性能

• 发表时间: 2010
• 作者: 小武内清貴;大窪和也;藤井透
• 通讯作者: 藤井透

Synthesization of CNT on surface of C/C composites by alcohol CVD method-its effect on coefficient of friction between them-

醇CVD法在C/C复合材料表面合成CNT-对其间摩擦系数的影响-

• 发表时间: 2010
• 期刊: Proceedings of the American Society for Composites 2010 Conference
• 作者: Kiyotaka Obunai;Kazuya Okubo;Toru Fujii
• 通讯作者: Toru Fujii

ブレーキディスク

刹车盘

• 发表时间: 2011