研究Discovery Saga

【キーワード】航空宇宙工学 / スマート構造システム / 不確定性伝播モデル / ロバスト最適設計 / 高精度画像計測 (他12件)

【概要】本研究では，次世代の宇宙ミッションに求められる宇宙構造システムとして，環境の変化に応じて形状を変化させることができる「宇宙スマート構造システム」に着目した．そして，このシステムを実現するために不可欠な「計算機検証と試験検証とを融合した設計検証法」を確立することを目的とした．計算機検証では不確定性のある環境下での性能評価法の確立を，試験検証法では主に熱変形やその不確定性に着目した試験検証法の確立をめ...

【情報学】計算基盤：ラティス構造／複合材料を含む研究件

【概要】CFRPラティス構造の衝撃減衰応答についての解析モデルの構築を目指し、ラティス構造特有のユニットセルを用いた、効率的な衝撃応答予測を可能とする数値解析モデルの開発を行った。材料の減衰以外の幾何学的効果による応答低減が達成される可能性を検証するために、ユニットセルの幾何形状を変化させた場合の解析を実施し、所望の周波数領域の衝撃減衰を向上さることが可能であることを解析的に示し、ラティス構造特有のストッ...

【情報学】計算基盤：動的特性／複合材料を含む研究件

【研究代表者】田邊靖博 (1999-2000) 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 助教授 (70163607)

【キーワード】セラミックス / 複合材料 / 破壊エネルギー / シャルピー衝撃試験 / 動的亀裂進展 (他8件)

【概要】セラミック基複合材料における破壊エネルギーを如何に評価するか?という問題とそれによって評価された破壊エネルギーが如何なる破壊プロセス(複合材料の微細組織と亀裂進展との関係)を反映したものであるのか?という問題を,全研究期間を通じて取組んできた.その結果,測定精度を確保するためには複合材料の破壊エネルギーが数kJ/m^2以上という条件が必要となるものの,容易に試験片を分断できるという利点からシャルピ...

【情報学】人間情報学：SPS ／複合材料を含む研究件

【キーワード】バイオマテリアル / ポーラスチタン / 骨折部内固定材 / リン酸カルシウム / 複合材料 (他14件)

【概要】3年間の研究期間を通じて,放電プラズマ焼結法(SPS法)によって,ポーラスメタルの空孔内にβ-TCP(リン酸三カルシウム)などの生分解性リン酸カルシウム系セラミックスを充てんした複合材料(ハイブリッドバイオマテリアル)を開発した.計画1年目は,市販のチタンビーズと市販セラミックス試薬を用いてポーラスTiとリン酸カルシウムからなる複合材を作製した.作成にはSPS法を用いた.作製した試料を用いて,圧縮...

【情報学】人間情報学：無線／複合材料を含む研究件

【概要】炭素繊維などの導電性繊維で強化された複合材料(CFRP)において,成形時の硬化度や成形不良,使用時のひずみや負荷履歴,点検時の破壊・損傷などのモニタリングは,成形コスト削減,使用時の健全性保証,点検コスト・時間の削減に直結するため重要な技術であり,個々にセンシング技術が発達してきている.例えば,熱硬化性樹脂の硬化度は成形時に市販の誘電率センサーを使用することでモニタリングが可能であり,また負荷時の...

【情報学】人間情報学：信頼性／複合材料を含む研究件

【概要】セラミックスは、高温強度、耐腐食性を有する優れた材料であるが、その本質的な脆性・低靭性がその応用にあたっては問題となっている。本研究では、積層化という手法を用いることにより、その破壊靭性を改善し、構造材料として実用化に耐えうる材料の開発を目指している。セラミックス/セラミックス及びセラミックス/ガラス系の積層材料を作製し、その力学的特性を測定するとともに、その際の微視破壊過程の解明を行った。その...

【情報学】情報学フロンティア：最適化／複合材料を含む研究件

❏特定方向に大きく曲げねじり変形する翼構造の提案とその性能評価(21H01535)

【研究期間】2021-04-01 - 2024-03-31

【研究代表者】池田忠繁中部大学, 工学部, 教授 (40273271)

【キーワード】モーフィング翼 / 複合材料 / コルゲート構造 / 最適化

【概要】二重筒構造を用いたツイスト型モーフィング翼主構造において、高い曲げ剛性と適度なねじり剛性を両立できる外側部材形状に関する検討を実施し、外側部材を構成する梁部材のアスペクト比を調整することにより、適切な剛性バランスを実現できることを示した。また、3Dプリンタによるラティス構造の適用可能性検討を行い、その基本構造を変更することで、希望する曲げ剛性とねじり剛性のバランスを実現できることを示した。さらに、...

【情報学】情報学フロンティア：機械学習／複合材料を含む研究件

❏複合材構造の軌道上変形予測のためのマルチスケールモニタリングと吸湿状態推定(22K04546)

【研究期間】2022-04-01 - 2025-03-31

【研究代表者】北本和也国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究開発員 (80869834)

【キーワード】複合材料 / 吸湿変形 / 機械学習

【概要】

【複合領域】一般理論：特性の融合／複合材料を含む研究件

【研究代表者】榎学 (1997) 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教授 (70201960)

【キーワード】創造科学 / 科学文化 / 無機系複合材料 / 日英科学技術史 / 複合材料 (他12件)

【概要】東京大学先端科学技術研究センターは、オックスフォード大学と「国際創造科学分野」と「国際科学文化分野」の両分野における具体的な共同研究を通して、相互の研究者、大学院学生の同一の場での交流により、両国の研究・教育に関するスタイル、方法論などの相違の正しい理解を深め、科学技術、文化相互理解の両面で効果のある国際共同研究のあり方をさぐるために、次の具体的なテーマについて共同研究を行った。 (1)無機系複合...

【複合領域】一般理論：日英科学技術史／複合材料を含む研究件

【研究代表者】榎学 (1997) 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教授 (70201960)

【キーワード】創造科学 / 科学文化 / 無機系複合材料 / 日英科学技術史 / 複合材料 (他12件)

【概要】東京大学先端科学技術研究センターは、オックスフォード大学と「国際創造科学分野」と「国際科学文化分野」の両分野における具体的な共同研究を通して、相互の研究者、大学院学生の同一の場での交流により、両国の研究・教育に関するスタイル、方法論などの相違の正しい理解を深め、科学技術、文化相互理解の両面で効果のある国際共同研究のあり方をさぐるために、次の具体的なテーマについて共同研究を行った。 (1)無機系複合...

【複合領域】一般理論：創造科学／複合材料を含む研究件

【研究代表者】榎学 (1997) 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教授 (70201960)

【キーワード】創造科学 / 科学文化 / 無機系複合材料 / 日英科学技術史 / 複合材料 (他12件)

【概要】東京大学先端科学技術研究センターは、オックスフォード大学と「国際創造科学分野」と「国際科学文化分野」の両分野における具体的な共同研究を通して、相互の研究者、大学院学生の同一の場での交流により、両国の研究・教育に関するスタイル、方法論などの相違の正しい理解を深め、科学技術、文化相互理解の両面で効果のある国際共同研究のあり方をさぐるために、次の具体的なテーマについて共同研究を行った。 (1)無機系複合...

【複合領域】一般理論：無機系複合材料／複合材料を含む研究件

【研究代表者】榎学 (1997) 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教授 (70201960)

【キーワード】創造科学 / 科学文化 / 無機系複合材料 / 日英科学技術史 / 複合材料 (他12件)

【概要】東京大学先端科学技術研究センターは、オックスフォード大学と「国際創造科学分野」と「国際科学文化分野」の両分野における具体的な共同研究を通して、相互の研究者、大学院学生の同一の場での交流により、両国の研究・教育に関するスタイル、方法論などの相違の正しい理解を深め、科学技術、文化相互理解の両面で効果のある国際共同研究のあり方をさぐるために、次の具体的なテーマについて共同研究を行った。 (1)無機系複合...

【複合領域】一般理論：微視構造／複合材料を含む研究件

【研究代表者】榎学 (1997) 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教授 (70201960)

【キーワード】創造科学 / 科学文化 / 無機系複合材料 / 日英科学技術史 / 複合材料 (他12件)

【概要】東京大学先端科学技術研究センターは、オックスフォード大学と「国際創造科学分野」と「国際科学文化分野」の両分野における具体的な共同研究を通して、相互の研究者、大学院学生の同一の場での交流により、両国の研究・教育に関するスタイル、方法論などの相違の正しい理解を深め、科学技術、文化相互理解の両面で効果のある国際共同研究のあり方をさぐるために、次の具体的なテーマについて共同研究を行った。 (1)無機系複合...

【複合領域】一般理論：科学技術／複合材料を含む研究件

【研究代表者】榎学 (1997) 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教授 (70201960)

【キーワード】創造科学 / 科学文化 / 無機系複合材料 / 日英科学技術史 / 複合材料 (他12件)

【概要】東京大学先端科学技術研究センターは、オックスフォード大学と「国際創造科学分野」と「国際科学文化分野」の両分野における具体的な共同研究を通して、相互の研究者、大学院学生の同一の場での交流により、両国の研究・教育に関するスタイル、方法論などの相違の正しい理解を深め、科学技術、文化相互理解の両面で効果のある国際共同研究のあり方をさぐるために、次の具体的なテーマについて共同研究を行った。 (1)無機系複合...

【複合領域】一般理論：科学文化／複合材料を含む研究件

【研究代表者】榎学 (1997) 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教授 (70201960)

【キーワード】創造科学 / 科学文化 / 無機系複合材料 / 日英科学技術史 / 複合材料 (他12件)

【概要】東京大学先端科学技術研究センターは、オックスフォード大学と「国際創造科学分野」と「国際科学文化分野」の両分野における具体的な共同研究を通して、相互の研究者、大学院学生の同一の場での交流により、両国の研究・教育に関するスタイル、方法論などの相違の正しい理解を深め、科学技術、文化相互理解の両面で効果のある国際共同研究のあり方をさぐるために、次の具体的なテーマについて共同研究を行った。 (1)無機系複合...

【環境学】環境保全学：負荷平準化／複合材料を含む研究件

【キーワード】化学蓄熱 / ハイブリッド / 高温プロセス / 負荷平準化 / 排熱回収 (他18件)

【概要】酸化マグネシウム/水系を基とした化学蓄熱装置検討し高温プロセスシステムへのハイブリッド(複合)化を検討した。膨張化グラファイトと酸化マグネシウムを複合した化学蓄熱材を開発し熱天秤にて速度論的評価を行い、調製方法の最適化を進めた。材料を実用的なペレットに成形し、これを充填した化学蓄熱装置の性能を評価した。開発した蓄熱材料を有する化学蓄熱装置と高温プロセスとをハイブリッド化することでシステムの負荷平準...

【環境学】環境保全学：微生物燃料電池／複合材料を含む研究件

【概要】電流産生菌の一種であるShewanella loihica PV-4が酸化鉄を豊富に含む深海底から採取されたことに着想を得て、電気化学系に半導体特性を有する酸化鉄のナノコロイドを添加した。すると、微生物がナノコロイドの半導体特性を利用した長距離電子伝達経路を自己構築し、その結果、電流生成能が50倍と飛躍的に増大する現象を見出した。これは、深海底における微生物と鉱物が作り出す新しい生体電子伝達経路の...

【環境学】環境保全学：モーメントテンソル／複合材料を含む研究件

【キーワード】アコースティック・エミッション / 逆演算 / 定量非破壊 / マイクロクラック / 複合材料 (他12件)

【概要】アコースティック・エミッション(AE)変換子で検出した微視割れを、逆演算解析することにより動的に定量評価を行い、かつ超音波探傷子により微視割れ合体の大きさを同定する新しいタイプの非破壊評価機器を開発を行ない、金属、複合材料、セラミックスコーティングの非破壊評価を行った。超音波逆演算装置の開発では、検出されたAE信号V(t)の逆演算を行うことで、割れ体積D(t)を導出し、弾性論による円柱クラックモ...

【数物系科学】数学：均質化理論／複合材料を含む研究件

【キーワード】不均質性 / 階層モデル / マルチスケール解析 / 均質化法 / 重合メッシュ法 (他13件)

【概要】繊維強化型・粒子分散型複合材料や多孔質材料よりなる大型構造物を対象とし,線形・非線形均質化法と重合メッシュ法を併用した新しいマルチスケール解析手法を開発した.実際の材料のモデル化を行い,実験や従来型の数値解析との比較から妥当性,信頼性および実用性を検証するため,大規模解析を通常のパソコンで行うための高速シミュレータも開発した.対象材料の観点から,織物や編物といったテキスタイルを強化材とした高分子系...

【数物系科学】物理学：ニッケル合金／複合材料を含む研究件

【概要】本継続年度の当初研究実施計画として下記の項目を予定した: 1.NiーWーMo系を対象とし、a)γーαー変系共晶組成の探査、b)最適一方向凝固条件の把握、c)室温〜1100℃の温度域における一方向凝固材の引張試験による強度評価、および 2.折出β相を対象とし、a)折出強化機構の理論的考察の実験的探究、b)β相の溶解・折出に伴う寸法変化の測定、が主な項目である。これらの項目別に研究成果の概要を述べる...

【数物系科学】物理学：タフコンポジット／複合材料を含む研究件

❏先端アクアプラズマプロセスによる環動高分子を用いた革新的タフコンポジットの創製(21H04450)

【研究期間】2021-04-05 - 2025-03-31

【研究代表者】寺嶋和夫東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (30176911)

【キーワード】プラズマプロセス / 複合材料 / アクアプロセス / タフコンポジット

【概要】初年度にあたる2021年度は、無機フィラー粒子として、高い熱伝導度を誇る窒化ボロン（ＢＮ）、グラーフェンなどを用いた、高い熱伝導性と強靭性を有した、高熱伝導性フレキシブル複合材料の開発を進め主に以下のような成果を収めた。 ①プロセス開発・診断：コロイド系液中プラズマプロセスやキャビテーションバブル援用プラズマプロセスを用いた、無機フィラー粒子の表面処理を行い、それをフィラーとして用いたタフ複合材...

【数物系科学】物理学：アクアプロセス／複合材料を含む研究件

❏先端アクアプラズマプロセスによる環動高分子を用いた革新的タフコンポジットの創製(21H04450)

【研究期間】2021-04-05 - 2025-03-31

【研究代表者】寺嶋和夫東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (30176911)

【キーワード】プラズマプロセス / 複合材料 / アクアプロセス / タフコンポジット

【概要】初年度にあたる2021年度は、無機フィラー粒子として、高い熱伝導度を誇る窒化ボロン（ＢＮ）、グラーフェンなどを用いた、高い熱伝導性と強靭性を有した、高熱伝導性フレキシブル複合材料の開発を進め主に以下のような成果を収めた。 ①プロセス開発・診断：コロイド系液中プラズマプロセスやキャビテーションバブル援用プラズマプロセスを用いた、無機フィラー粒子の表面処理を行い、それをフィラーとして用いたタフ複合材...

【数物系科学】物理学：ソフトマター／複合材料を含む研究件

【キーワード】ポリマー / 熱可逆性 / ハイドロゲル / ダブルネットワーク / 複合材料 (他8件)

【概要】本研究は、自然由来の材料であるセルロースと高機能ハイドロゲルの研究を融合した新しいソフトマターの研究である。ここでは、TEMPO酸化セルロースナノファイバー (tCNF) に、物理架橋で形成したデュアルネットワーク構造を通して、高強度・高透明性・高含水性を併せ持つ熱可逆性ゲルの作製を目指した。具体的には、カルボキシ基を有するtCNFとポリアクリル酸を混合し凍結させ、エチレンジアミンを導入し、水素結...

【数物系科学】物理学：確率論／複合材料を含む研究件

❏確率的マルチフィジックス・マルチスケールモデリング法の提案と各種応用・妥当性確認(16H04239)

【キーワード】確率的シミュレーション / マルチフィジックスモデル / マルチスケールモデル / 複合材料 / 3D積層造形 (他12件)

【概要】繊維強化複合材料と3D積層造形品を主たる対象として、製造に起因するばらつき・不確かさを考慮し、材料特性予測や製造プロセス設計に役立つ確率的有限要素解析手法を開発した。複合材料のミクロ構造における不均質性が考慮できるマルチスケール問題、および、製造プロセスにおけるマルチフィジックス問題に焦点を当て、不確かさの要因分析、感度解析、不確かさの伝播の解析に有用な確率的モデリング・非線形シミュレーション法を...

【数物系科学】物理学：中性子遮蔽／複合材料を含む研究件

❏B-H系錯体水素化物の機能設計マップ -基礎物性からエネルギー関連機能への展開-(18206073)

【概要】B(ホウ素)-H(水素)系錯体水素化物でのエネルギー関連機能や基礎物性などに関わる研究を実施した。「高密度水素貯蔵機能」に加えて、構造相転移に伴う「マイクロ波吸収(自己発熱)機能」やその要因となる「リチウム超イオン伝導機能」などを見出した。これらの革新的機能は、「水素貯蔵技術とマイクロ波利用技術との融合研究」や「新たなリチウムイオン電池用固体電解質の開発研究」など、多様なエネルギー応用の観点から極...

【数物系科学】物理学：負熱膨張／複合材料を含む研究件

【概要】近年の産業技術の発達に伴い，熱膨張は極めて重要な現象となっている．熱膨張制御の一つの手法として，温めると弾性的に縮む負熱膨張材料が注目を集めている．負熱膨張材料開発の一つのアプローチとして，熱膨張率の異なる複数の材料と空孔を適切にレイアウトすることで，負熱膨張を生み出す手法がある．申請者らの研究グループは，汎用のマルチマテリアル3Dプリンタを用い，平面的な負熱膨張を生み出す複合材料を開発した．ただ...

【数物系科学】物理学：ホログラフィー／複合材料を含む研究件

【概要】航空宇宙分野で利用される複合材料の積層構造において、荷重を受ける曲面部は接手や補強材など多く存在する。特に、厳しい熱環境に曝される宇宙往還機への局所的利用が予想される炭素繊維強化炭素(C/C)複合材料では、主構造への取付部においてこうした構造要素は不可欠であり、その強度特性の把握は超耐熱構造システム実現のための重要な技術課題である。本研究では、この様な視点に立ってまず積層曲面板の解析に適した有限要...

【数物系科学】物理学：グラファイト／複合材料を含む研究件

【概要】昨年までの原子状酸素照射実験の結果、試験片の質量損失は照射時間にほぼ比例することが分かった。また、試験片表面の温度が劣化に深くかかわっていることが分かった。これらの結果を踏まえて、今年度は、より原子状酸素の照射速度を高めるためDCアークジェットの改良型を試作した。これを、超高真空状態を実現可能なスペースチャンバ内に設置し、3種類の試験片(グラファイト、C/C、Si-CC)について照射実験を行った。...

【数物系科学】物理学：表面エネルギー／複合材料を含む研究件

【概要】様々な手法で3次元ネットワーク構造の微細な細孔を有するセラミックス多孔体を作製し、これに各種の低表面エネルギー液体を含浸することで、固体-液体バルク複合材料(SLBC)を作製し、液体の粘性、表面エネルギーなどの特性が、得られる材料の静的動的撥水性へ及ぼす影響を明らかにした。アルミナ多孔体を用いたSLBCでは水滴が転落する際はほとんど回転していないことが判った。またその上での水滴は、外部電界により...

【数物系科学】地球惑星科学：中性子／複合材料を含む研究件

❏B-H系錯体水素化物の機能設計マップ -基礎物性からエネルギー関連機能への展開-(18206073)

【概要】B(ホウ素)-H(水素)系錯体水素化物でのエネルギー関連機能や基礎物性などに関わる研究を実施した。「高密度水素貯蔵機能」に加えて、構造相転移に伴う「マイクロ波吸収(自己発熱)機能」やその要因となる「リチウム超イオン伝導機能」などを見出した。これらの革新的機能は、「水素貯蔵技術とマイクロ波利用技術との融合研究」や「新たなリチウムイオン電池用固体電解質の開発研究」など、多様なエネルギー応用の観点から極...

【数物系科学】地球惑星科学：物性／複合材料を含む研究件

❏高成形性・高速巨大歪を示すNiMnGa粒/空孔/樹脂複合超磁歪材料の微視力学創製(20360304)

【研究代表者】稲邑朋也 (2009-2010) 東京工業大学, 精密工学研究所, 准教授 (60361771)

【キーワード】複合材料 / 物性 / 複合効果

【概要】NiMnGa粒子分散樹脂超磁歪アクチュエータ材料の開発に向けて、NiMnGa粒子と空孔と見なせる発泡スチロールの体積率や分散状態の磁場駆動特性に及ぼす影響を検討した。その結果、多結晶から粉砕で作製したNiMnGa粒子分散樹脂複合材料では磁場に不活性な粒子が存在し、その影響で本来活性な粒子も不活性化し、その連鎖反応により材料全体の磁場誘起ひずみが小さくなることがわかった。また、この解決に向けて、発泡...

【数物系科学】地球惑星科学：エア・ガン／複合材料を含む研究件

【キーワード】エネルギー吸収 / 動的圧潰 / 衝撃試験機 / 薄肉断面部材 / 金属材料 (他21件)

【概要】昨年度までに完成した衝突試験システムにより,金属系ではスチールおよびアルミニウムにより,非金属系では炭素およびガラス繊維強化プラスチックによりそれぞれ製作された薄肉円筒および薄肉正方形試験体の衝撃圧潰試験を行った.金属系の試験体では,主に折り畳みによる安定な逐次圧潰が現れ,荷重の変動はあるもののエネルギー吸収は潰れの進行に対して比較的に推移した.また,同時に行われた静圧潰試験による結果と比較したと...

【数物系科学】地球惑星科学：逆問題／複合材料を含む研究件

【キーワード】層間靭性強化CFRP / 超音波反射率 / 弾性係数 / 逆問題 / 漏洩ラム波 (他9件)

【概要】昨年度は、T800H/3900-2と呼ばれるタイプの層間靭性強化CFRPの、各層間に形成される約30μmの極めて薄い層間樹脂層について、その片面を表出させて超音波反射率を測定することで、一般的な静的試験法では測定の困難な樹脂層の物性値を同定する手法を確立した。そこで本年度は、その同定を行う際に必要となる、樹脂層の基盤層であるCFRP層の弾性係数を、超音波反射率から同定する方法の確立を行った。まず...

【キーワード】階層型ニューラルネットワーク / 計算力学 / 破壊力学 / 傾斜機能材料 / 複合材料 (他11件)

【概要】非均質構造材料には、多様な要求に応えるために複数の素材を積層化、分散化、傾斜機能化によって組み合わせたいわゆる複合材と、均質構造材料を接着・接合・溶接した構造が含まれる。均質材と比較すると、これらに共通する特徴として、構成素材の物性値の差、混合比率、混合法が材料のマクロ性能(剛性、破壊強度、継ぎ手効率、振動特性、熱、電気特性など)を決定する制御パラメータとして加わることが挙げられる。このために、設...

【数物系科学】地球惑星科学：硫化鉄／複合材料を含む研究件

【概要】電流産生菌の一種であるShewanella loihica PV-4が酸化鉄を豊富に含む深海底から採取されたことに着想を得て、電気化学系に半導体特性を有する酸化鉄のナノコロイドを添加した。すると、微生物がナノコロイドの半導体特性を利用した長距離電子伝達経路を自己構築し、その結果、電流生成能が50倍と飛躍的に増大する現象を見出した。これは、深海底における微生物と鉱物が作り出す新しい生体電子伝達経路の...

【数物系科学】地球惑星科学：異方性／複合材料を含む研究件

【キーワード】材料モデル / 成形シミュレーション / 異方性 / 複合材料 / 破壊予測 (他14件)

【概要】本研究では，強い異方性を示す薄板材を用いた成形シミュレーションの精度向上および破壊予測精度向上を目的とした材料モデル構築を行い，複層鋼板およびアルミニウム合金板を用いた検証を行った．本モデルは異方性表現能力の向上を達成するために，降伏応力異方性と変形異方性を独立評価できる非関連流れ則に基づいた定式化が行われた．SUS304とSUS420J2からなる複層鋼板とアルミニウム合金板A6016-T6を用意...

【概要】ある種の繊維強化プラスチック(FRP)積層板では、特定の面内方向について熱膨張係数(CTE)をゼロまたは負とする積層構成が可能である。従来、この特異熱膨張挙動は、軸方向のCTEが本質的に負である炭素繊維(CF)やケブラー繊維(KF)を用いたFRPについてのみ報告されており、ガラス繊維強化プラスチック(GFRP)系では報告例が全くない。本研究では、安価な汎用GFRPでも同様の挙動が見いだされれば、そ...

【数物系科学】地球惑星科学：放射光／複合材料を含む研究件

【キーワード】力学的性質 / 破壊靭性 / 小角X線散乱 / シンクロトロン放射光 / クレーズ (他12件)

【概要】カーボンナノチューブ(CNT)を添加した高分子複合材料の力学的性質に関して近年多数の研究報告がなされているが,CNTの添加効果は系に依存して大きく異なり,必ずしも力学的性質の向上が得られるとは限らない。これは,高分子とCNTの相互作用が高分子の種類やCNT表面の状態に依存することの他に,CNTの凝集体が破壊の起点となることや,試験片形状の影響などが考えられる。本研究では,CNT,気相成長炭素繊維,...

【数物系科学】地球惑星科学：電気伝導度／複合材料を含む研究件

【概要】航空機の複合材構造において、雷撃時の構造安全性を担保することは必須である。そこで本研究では、力学特性、耐熱性、成形性等を維持しつつ、導電性を制御可能な航空機構造用CFRPの創出と雷撃損傷挙動の解明を目的とした。その結果、ポリアニリン（PANI）系導電性樹脂および配向カーボンナノチューブ（CNT）を適用することでCFRPの導電性制御を実現できることを実証した。また、導電性を制御したCFRPに対して模...

【数物系科学】地球惑星科学：変形／複合材料を含む研究件

【キーワード】金属基複合材料 / 透過電子顕微鏡 / 走査型電子顕微鏡 / 破壊 / 変形 (他14件)

【概要】本研究では、スクイズキャスト法、半溶融および溶融攪拌法、ホットプレス法を用いて複合材料を作製した。強化材料として主に、SiC,Al_<18>B_4O_<33>,TiO_2の粒子、ウイスカ、繊維を用い、マトリックスとしてアルミニウム合金、マグネシウム合金およびチタン合金を用いた。これらの複合材料の機械的性質を明らかにし、その発現原因と走査型電子顕微鏡および透過電子顕微鏡による...

【数物系科学】地球惑星科学：水／複合材料を含む研究件

【キーワード】化学蓄熱 / ハイブリッド / 高温プロセス / 負荷平準化 / 排熱回収 (他18件)

【概要】酸化マグネシウム/水系を基とした化学蓄熱装置検討し高温プロセスシステムへのハイブリッド(複合)化を検討した。膨張化グラファイトと酸化マグネシウムを複合した化学蓄熱材を開発し熱天秤にて速度論的評価を行い、調製方法の最適化を進めた。材料を実用的なペレットに成形し、これを充填した化学蓄熱装置の性能を評価した。開発した蓄熱材料を有する化学蓄熱装置と高温プロセスとをハイブリッド化することでシステムの負荷平準...

【数物系科学】地球惑星科学：脱水反応／複合材料を含む研究件

【キーワード】化学蓄熱 / ハイブリッド / 高温プロセス / 負荷平準化 / 排熱回収 (他18件)

【概要】酸化マグネシウム/水系を基とした化学蓄熱装置検討し高温プロセスシステムへのハイブリッド(複合)化を検討した。膨張化グラファイトと酸化マグネシウムを複合した化学蓄熱材を開発し熱天秤にて速度論的評価を行い、調製方法の最適化を進めた。材料を実用的なペレットに成形し、これを充填した化学蓄熱装置の性能を評価した。開発した蓄熱材料を有する化学蓄熱装置と高温プロセスとをハイブリッド化することでシステムの負荷平準...

【数物系科学】天文学：赤外線／複合材料を含む研究件

【キーワード】単結晶シリコン / 微粒子 / リチウムイオン電池 / 赤外線焼結 / 厚膜形成 (他16件)

【概要】近年，電気自動車などに用いられているリチウムイオン電池の高容量化が求められている．本研究では，シリコンウェハ製造時に大量に排出される廃シリコン粉末を再利用し，赤外線焼結による低コスト・高容量リチウムイオン電池のシリコン負極の創製を試みた．負極の強度と導電性を付加するために銅粒子やCNFを廃シリコン粉末に混合し赤外線焼結を行い，赤外線焼結条件が膜の特性に対する影響の評価を行った．その結果，本提案手法...

【数物系科学】天文学：プラズマプロセス／複合材料を含む研究件

❏先端アクアプラズマプロセスによる環動高分子を用いた革新的タフコンポジットの創製(21H04450)

【研究期間】2021-04-05 - 2025-03-31

【研究代表者】寺嶋和夫東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (30176911)

【キーワード】プラズマプロセス / 複合材料 / アクアプロセス / タフコンポジット

【概要】初年度にあたる2021年度は、無機フィラー粒子として、高い熱伝導度を誇る窒化ボロン（ＢＮ）、グラーフェンなどを用いた、高い熱伝導性と強靭性を有した、高熱伝導性フレキシブル複合材料の開発を進め主に以下のような成果を収めた。 ①プロセス開発・診断：コロイド系液中プラズマプロセスやキャビテーションバブル援用プラズマプロセスを用いた、無機フィラー粒子の表面処理を行い、それをフィラーとして用いたタフ複合材...

【数物系科学】天文学：数値シミュレーション／複合材料を含む研究件

【概要】航空機の複合材構造において、雷撃時の構造安全性を担保することは必須である。そこで本研究では、力学特性、耐熱性、成形性等を維持しつつ、導電性を制御可能な航空機構造用CFRPの創出と雷撃損傷挙動の解明を目的とした。その結果、ポリアニリン（PANI）系導電性樹脂および配向カーボンナノチューブ（CNT）を適用することでCFRPの導電性制御を実現できることを実証した。また、導電性を制御したCFRPに対して模...

【数物系科学】天文学：モンテカルロ法／複合材料を含む研究件

【キーワード】マルチスケール法 / 確率均質化法 / モンテカルロ法 / サンプリング / 複合材料 (他16件)

【概要】工業材料や生体組織にみられる階層構造のマルチスケールモデリングにおいて、ミクロスケールの情報に含まれる不確かさ・ばらつきを考慮した確率的マルチスケール法の体系的な数理モデル記述法を見出し、その解法として一次漸近展開に基づく確率均質化法を核としたシミュレーション法を確立した。球状多孔質材料、コーティング粒子分散型複合材料ならびに多孔質な生体海綿骨にそれぞれ適用し、マクロ特性の分散の予測、確率的感度解...

【化学】基礎化学：分子間力／複合材料を含む研究件

【キーワード】カーボンナノチューブ / 強度特性 / CVD法 / 強度発現メカニズム / 分子間力 (他14件)

【概要】本研究では高強度無撚CNT糸の創製を目的とし，これまでにCNTの合成条件検討やCNT紡績糸作製条件の最適化，ポリマー含浸（PAA/DMSO処理）による無撚CNT糸の高強度化を行い，無撚CNT糸の機械的特性の向上を検討した．また，薄層・細径なCNTを原料として，基板法から得られるCNT紡績糸の強度ならびに湿式紡績手法により作製されたCNT 糸の各種物性値評価及び高強度化のための処理条件検討を行った．...

【化学】材料化学：ブラックスモーカー／複合材料を含む研究件

【概要】電流産生菌の一種であるShewanella loihica PV-4が酸化鉄を豊富に含む深海底から採取されたことに着想を得て、電気化学系に半導体特性を有する酸化鉄のナノコロイドを添加した。すると、微生物がナノコロイドの半導体特性を利用した長距離電子伝達経路を自己構築し、その結果、電流生成能が50倍と飛躍的に増大する現象を見出した。これは、深海底における微生物と鉱物が作り出す新しい生体電子伝達経路の...

【化学】材料化学：素子／複合材料を含む研究件

【概要】本研究では、ヘテロ2核金属錯体の金属間電荷移動遷移(MMCT)を利用した全無機分子光材料の合成を行なってきた。メソポーラスシリカ細孔内に合成したTi(IV)-O-Ce(III)/SiO_2は、可視光域にMMCT由来の強い吸収を持つこと、そして有機物の光酸化分解反応に対して可視光応答性を示すことを見出した。 ...

【化学】材料化学：チムニー／複合材料を含む研究件

【概要】電流産生菌の一種であるShewanella loihica PV-4が酸化鉄を豊富に含む深海底から採取されたことに着想を得て、電気化学系に半導体特性を有する酸化鉄のナノコロイドを添加した。すると、微生物がナノコロイドの半導体特性を利用した長距離電子伝達経路を自己構築し、その結果、電流生成能が50倍と飛躍的に増大する現象を見出した。これは、深海底における微生物と鉱物が作り出す新しい生体電子伝達経路の...

【化学】材料化学：Shewanella ／複合材料を含む研究件

【概要】電流産生菌の一種であるShewanella loihica PV-4が酸化鉄を豊富に含む深海底から採取されたことに着想を得て、電気化学系に半導体特性を有する酸化鉄のナノコロイドを添加した。すると、微生物がナノコロイドの半導体特性を利用した長距離電子伝達経路を自己構築し、その結果、電流生成能が50倍と飛躍的に増大する現象を見出した。これは、深海底における微生物と鉱物が作り出す新しい生体電子伝達経路の...

【化学】材料化学：鉄還元微生物／複合材料を含む研究件

【概要】電流産生菌の一種であるShewanella loihica PV-4が酸化鉄を豊富に含む深海底から採取されたことに着想を得て、電気化学系に半導体特性を有する酸化鉄のナノコロイドを添加した。すると、微生物がナノコロイドの半導体特性を利用した長距離電子伝達経路を自己構築し、その結果、電流生成能が50倍と飛躍的に増大する現象を見出した。これは、深海底における微生物と鉱物が作り出す新しい生体電子伝達経路の...

【化学】材料化学：無機錯体／複合材料を含む研究件

【概要】本研究では、ヘテロ2核金属錯体の金属間電荷移動遷移(MMCT)を利用した全無機分子光材料の合成を行なってきた。メソポーラスシリカ細孔内に合成したTi(IV)-O-Ce(III)/SiO_2は、可視光域にMMCT由来の強い吸収を持つこと、そして有機物の光酸化分解反応に対して可視光応答性を示すことを見出した。 ...

【化学】材料化学：酵素燃料電池／複合材料を含む研究件

【概要】電流産生菌の一種であるShewanella loihica PV-4が酸化鉄を豊富に含む深海底から採取されたことに着想を得て、電気化学系に半導体特性を有する酸化鉄のナノコロイドを添加した。すると、微生物がナノコロイドの半導体特性を利用した長距離電子伝達経路を自己構築し、その結果、電流生成能が50倍と飛躍的に増大する現象を見出した。これは、深海底における微生物と鉱物が作り出す新しい生体電子伝達経路の...

【化学】材料化学：単繊維試験／複合材料を含む研究件

【概要】炭素繊維や液晶高分子繊維などの高強度・高弾性率繊維は引張強度に比べて圧縮強度が低く,このことが優れた引張特性を複合材料において最大限に活用する上での支障となっている。本研究では,これらの繊維の単繊維軸方向圧縮強度やフィブリル間せん断強度の測定方法を開発した。さらに,この方法を用いて測定した圧縮強度と小角X線散乱等を用いて解析した構造の関係を検討し,これらの繊維及び複合材料の圧縮破壊メカニズムを明ら...

【化学】材料化学：中空錯体／複合材料を含む研究件

【キーワード】多孔性配位高分子 / 有機-金属多面体 / ガス分離膜 / グラフト重合 / 中空錯体 (他8件)

【概要】細胞膜に存在する膜貫通タンパク質のイオン分離機構に着想を得て、本課題では多孔性配位高分子(PCP)をチャネルに見立てたガス分離膜の開発を行った。PCPと高分子の複合化手法を検討する過程で、PCPの分子状類縁体である中空ケージ錯体「有機-金属多面体(MOP)」の表面から高分子をグラフト重合する手法を見出した。得られた高分子グラフトMOPをフィルム化し、ガス透過性を評価したところ、フィルムは二酸化炭素...

【化学】材料化学：繊維材料／複合材料を含む研究件

【概要】炭素繊維や液晶高分子繊維などの高強度・高弾性率繊維は引張強度に比べて圧縮強度が低く,このことが優れた引張特性を複合材料において最大限に活用する上での支障となっている。本研究では,これらの繊維の単繊維軸方向圧縮強度やフィブリル間せん断強度の測定方法を開発した。さらに,この方法を用いて測定した圧縮強度と小角X線散乱等を用いて解析した構造の関係を検討し,これらの繊維及び複合材料の圧縮破壊メカニズムを明ら...

【化学】材料化学：液晶ブルー相／複合材料を含む研究件

【概要】液晶の自己組織化ナノ構造を活用した規則構造を有する高分子材料は様々な機能性材料となることが期待される。本研究では、ブルー相構造規則構造を形成する液晶高分子および超分子液晶を開発した。新規に開発した重合性ネマチック液晶および超分子ネマチック液晶にキラル剤を添加することにより、ブルー相を発現させた。さらに重合性のブルー相について光重合を行うことにより、安定なブルー相構造を有する高分子膜を作製した。得ら...

【化学】材料化学：クレーズ／複合材料を含む研究件

【キーワード】力学的性質 / 破壊靭性 / 小角X線散乱 / シンクロトロン放射光 / クレーズ (他12件)

【概要】カーボンナノチューブ(CNT)を添加した高分子複合材料の力学的性質に関して近年多数の研究報告がなされているが,CNTの添加効果は系に依存して大きく異なり,必ずしも力学的性質の向上が得られるとは限らない。これは,高分子とCNTの相互作用が高分子の種類やCNT表面の状態に依存することの他に,CNTの凝集体が破壊の起点となることや,試験片形状の影響などが考えられる。本研究では,CNT,気相成長炭素繊維,...

【化学】材料化学：吸着化学／複合材料を含む研究件

【キーワード】多孔性配位高分子 / 有機-金属多面体 / ガス分離膜 / グラフト重合 / 中空錯体 (他8件)

【概要】細胞膜に存在する膜貫通タンパク質のイオン分離機構に着想を得て、本課題では多孔性配位高分子(PCP)をチャネルに見立てたガス分離膜の開発を行った。PCPと高分子の複合化手法を検討する過程で、PCPの分子状類縁体である中空ケージ錯体「有機-金属多面体(MOP)」の表面から高分子をグラフト重合する手法を見出した。得られた高分子グラフトMOPをフィルム化し、ガス透過性を評価したところ、フィルムは二酸化炭素...

【化学】材料化学：化学構造／複合材料を含む研究件

【概要】耐食FRPの化学的な腐食劣化に対し,光ファイバを利用したオンラインモニタリングにより非破壊で定量的評価を行うことを目的に研究を行った.まず,耐食FRP用マトリックス樹脂として使用されているイソフタル酸系不飽和ポリエステル樹脂を水酸化ナトリウム水溶液中に浸せきし,腐食挙動を観察したところ,表面から変色層を形成しながら腐食が内部に進行するタイプの腐食層形成型腐食であることが明らかになった.変色層はアル...

【化学】材料化学：有機-金属多面体／複合材料を含む研究件

【キーワード】多孔性配位高分子 / 有機-金属多面体 / ガス分離膜 / グラフト重合 / 中空錯体 (他8件)

【概要】細胞膜に存在する膜貫通タンパク質のイオン分離機構に着想を得て、本課題では多孔性配位高分子(PCP)をチャネルに見立てたガス分離膜の開発を行った。PCPと高分子の複合化手法を検討する過程で、PCPの分子状類縁体である中空ケージ錯体「有機-金属多面体(MOP)」の表面から高分子をグラフト重合する手法を見出した。得られた高分子グラフトMOPをフィルム化し、ガス透過性を評価したところ、フィルムは二酸化炭素...

【化学】材料化学：繊維／複合材料を含む研究件

❏高効率コンバインド発電システム用SiC繊維強化酸化物マトリックス動翼材の開発研究(12555208)

【概要】酸化物をマトリックスとする焼結SiC繊維強化複合材料の製造プロセス、および機棟的性質に関する検討を行った。製造プロセスとしては、溶融含浸法、スラリー含浸法、ともに可能であり、緻密なマトリックスを得ることが出来た。Al203-YAGマトリックスの場合は、1300℃での曲げ強度が780MPaであり常温の破壊エネルギーも14000J/m2に達した。しかし、界面強度調整のためのグラファイトの酸化問題と、強...

【研究代表者】榎学 (1997) 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教授 (70201960)

【キーワード】創造科学 / 科学文化 / 無機系複合材料 / 日英科学技術史 / 複合材料 (他12件)

【概要】東京大学先端科学技術研究センターは、オックスフォード大学と「国際創造科学分野」と「国際科学文化分野」の両分野における具体的な共同研究を通して、相互の研究者、大学院学生の同一の場での交流により、両国の研究・教育に関するスタイル、方法論などの相違の正しい理解を深め、科学技術、文化相互理解の両面で効果のある国際共同研究のあり方をさぐるために、次の具体的なテーマについて共同研究を行った。 (1)無機系複合...

【化学】材料化学：気相重合／複合材料を含む研究件

【概要】安定有機ラジカルのSOMO(Singly Occupied Molecular Orbital)上の電子交換反応に基づく局在型電荷授受と、π共役(HOMO-LUMO)のドープに基づく非局在型電荷伝播を組み込んだ有機蓄電材料の創出を目的とした。気相(酸化)重合法に着眼し、予めラジカル(反応活性種)を酸化剤で不活化することで重合阻害なく導電性高分子(例えばPEDOT)をその場(in-situ)形成、得...

【化学】材料化学：高強度繊維／複合材料を含む研究件

【概要】炭素繊維や液晶高分子繊維などの高強度・高弾性率繊維は引張強度に比べて圧縮強度が低く,このことが優れた引張特性を複合材料において最大限に活用する上での支障となっている。本研究では,これらの繊維の単繊維軸方向圧縮強度やフィブリル間せん断強度の測定方法を開発した。さらに,この方法を用いて測定した圧縮強度と小角X線散乱等を用いて解析した構造の関係を検討し,これらの繊維及び複合材料の圧縮破壊メカニズムを明ら...

【化学】材料化学：弾性率／複合材料を含む研究件

【キーワード】バイオマテリアル / ポーラスチタン / 骨折部内固定材 / リン酸カルシウム / 複合材料 (他14件)

【概要】3年間の研究期間を通じて,放電プラズマ焼結法(SPS法)によって,ポーラスメタルの空孔内にβ-TCP(リン酸三カルシウム)などの生分解性リン酸カルシウム系セラミックスを充てんした複合材料(ハイブリッドバイオマテリアル)を開発した.計画1年目は,市販のチタンビーズと市販セラミックス試薬を用いてポーラスTiとリン酸カルシウムからなる複合材を作製した.作成にはSPS法を用いた.作製した試料を用いて,圧縮...

【化学】材料化学：ブルー相／複合材料を含む研究件

【概要】液晶の自己組織化ナノ構造を活用した規則構造を有する高分子材料は様々な機能性材料となることが期待される。本研究では、ブルー相構造規則構造を形成する液晶高分子および超分子液晶を開発した。新規に開発した重合性ネマチック液晶および超分子ネマチック液晶にキラル剤を添加することにより、ブルー相を発現させた。さらに重合性のブルー相について光重合を行うことにより、安定なブルー相構造を有する高分子膜を作製した。得ら...

【化学】複合化学：導電性高分子／複合材料を含む研究件

【概要】航空機の複合材構造において、雷撃時の構造安全性を担保することは必須である。そこで本研究では、力学特性、耐熱性、成形性等を維持しつつ、導電性を制御可能な航空機構造用CFRPの創出と雷撃損傷挙動の解明を目的とした。その結果、ポリアニリン（PANI）系導電性樹脂および配向カーボンナノチューブ（CNT）を適用することでCFRPの導電性制御を実現できることを実証した。また、導電性を制御したCFRPに対して模...

【概要】安定有機ラジカルのSOMO(Singly Occupied Molecular Orbital)上の電子交換反応に基づく局在型電荷授受と、π共役(HOMO-LUMO)のドープに基づく非局在型電荷伝播を組み込んだ有機蓄電材料の創出を目的とした。気相(酸化)重合法に着眼し、予めラジカル(反応活性種)を酸化剤で不活化することで重合阻害なく導電性高分子(例えばPEDOT)をその場(in-situ)形成、得...

【化学】複合化学：複屈折／複合材料を含む研究件

【キーワード】光ファイバセンサ / 複合材料 / 微視的損傷 / FBGセンサ / 逆解析 (他10件)

【概要】外径52μmの細径FBG(Fiber Bragg Grating)センサを炭素繊維強化プラスチック(CFRP)複合材料中に埋め込み、そのセンサからの反射光パワースペクトルの形状変化を調べることで、CFRP積層板内部に発生した微視的なクラックおよび層間剥離を検出可能になった。しかし、さらに位相スペクトルも測定して複素反射光スペクトルを求め、そこから逆解析で損傷発生位置を同定する試みについては、積層板...

【化学】複合化学：圧電性／複合材料を含む研究件

❏異方性体の特異な力学効果を利用したFRP圧電素子(13875125)

【研究期間】2001

【キーワード】圧電性 / 複合材料 / 圧電セラミック粒子 / ポリマー / 圧電捩れ素子

【概要】単斜異方性体として特徴づけられる"off-axis"一方向繊維強化ラミナ(UDラミナ)の特異な力学効果"nomal-shear coupling"を利用した新規の圧電材料として、厚さ方向の印加電界(E_3)によって捩振れ変形するモノモルフ圧電素子を考案し、PZT(Pb(Zr, Ti)O_3)微粒子を分散させたエポキシ樹脂とガラス繊維のハイブリッド複合系を設計対象とし...

【化学】複合化学：小角X線散乱／複合材料を含む研究件

【概要】炭素繊維や液晶高分子繊維などの高強度・高弾性率繊維は引張強度に比べて圧縮強度が低く,このことが優れた引張特性を複合材料において最大限に活用する上での支障となっている。本研究では,これらの繊維の単繊維軸方向圧縮強度やフィブリル間せん断強度の測定方法を開発した。さらに,この方法を用いて測定した圧縮強度と小角X線散乱等を用いて解析した構造の関係を検討し,これらの繊維及び複合材料の圧縮破壊メカニズムを明ら...

【キーワード】力学的性質 / 破壊靭性 / 小角X線散乱 / シンクロトロン放射光 / クレーズ (他12件)

【概要】カーボンナノチューブ(CNT)を添加した高分子複合材料の力学的性質に関して近年多数の研究報告がなされているが,CNTの添加効果は系に依存して大きく異なり,必ずしも力学的性質の向上が得られるとは限らない。これは,高分子とCNTの相互作用が高分子の種類やCNT表面の状態に依存することの他に,CNTの凝集体が破壊の起点となることや,試験片形状の影響などが考えられる。本研究では,CNT,気相成長炭素繊維,...

【化学】複合化学：ガス分離膜／複合材料を含む研究件

【キーワード】多孔性配位高分子 / 有機-金属多面体 / ガス分離膜 / グラフト重合 / 中空錯体 (他8件)

【概要】細胞膜に存在する膜貫通タンパク質のイオン分離機構に着想を得て、本課題では多孔性配位高分子(PCP)をチャネルに見立てたガス分離膜の開発を行った。PCPと高分子の複合化手法を検討する過程で、PCPの分子状類縁体である中空ケージ錯体「有機-金属多面体(MOP)」の表面から高分子をグラフト重合する手法を見出した。得られた高分子グラフトMOPをフィルム化し、ガス透過性を評価したところ、フィルムは二酸化炭素...

【化学】複合化学：機能性高分子／複合材料を含む研究件

【キーワード】ハイブリッド材料 / 自己組織化 / バイオミネラリゼーション / 結晶成長 / コロイド粒子 (他16件)

【概要】水溶性高分子によって安定化した無機結晶のアモルファス前駆体の結晶化を、高分子基板で制御することにより、形状や配向を制御したヒドロキシアパタイトや酸化亜鉛の薄膜結晶を作製する手法を開発した。また、アモルファス無機粒子を異方的なコロイド結晶へと制御して変化させることにより、世界初となる炭酸カルシウムやヒドロキシアパタイトの液晶化にも成功した。さらに高分子ゲルと無機結晶を精密に複合化することにより、透明...

【化学】複合化学：液晶／複合材料を含む研究件

【キーワード】ハイブリッド材料 / 自己組織化 / バイオミネラリゼーション / 結晶成長 / コロイド粒子 (他16件)

【概要】水溶性高分子によって安定化した無機結晶のアモルファス前駆体の結晶化を、高分子基板で制御することにより、形状や配向を制御したヒドロキシアパタイトや酸化亜鉛の薄膜結晶を作製する手法を開発した。また、アモルファス無機粒子を異方的なコロイド結晶へと制御して変化させることにより、世界初となる炭酸カルシウムやヒドロキシアパタイトの液晶化にも成功した。さらに高分子ゲルと無機結晶を精密に複合化することにより、透明...

【概要】液晶の自己組織化ナノ構造を活用した規則構造を有する高分子材料は様々な機能性材料となることが期待される。本研究では、ブルー相構造規則構造を形成する液晶高分子および超分子液晶を開発した。新規に開発した重合性ネマチック液晶および超分子ネマチック液晶にキラル剤を添加することにより、ブルー相を発現させた。さらに重合性のブルー相について光重合を行うことにより、安定なブルー相構造を有する高分子膜を作製した。得ら...

【化学】複合化学：液晶高分子／複合材料を含む研究件

【キーワード】ハイブリッド材料 / 自己組織化 / バイオミネラリゼーション / 結晶成長 / コロイド粒子 (他16件)

【概要】水溶性高分子によって安定化した無機結晶のアモルファス前駆体の結晶化を、高分子基板で制御することにより、形状や配向を制御したヒドロキシアパタイトや酸化亜鉛の薄膜結晶を作製する手法を開発した。また、アモルファス無機粒子を異方的なコロイド結晶へと制御して変化させることにより、世界初となる炭酸カルシウムやヒドロキシアパタイトの液晶化にも成功した。さらに高分子ゲルと無機結晶を精密に複合化することにより、透明...

【概要】液晶の自己組織化ナノ構造を活用した規則構造を有する高分子材料は様々な機能性材料となることが期待される。本研究では、ブルー相構造規則構造を形成する液晶高分子および超分子液晶を開発した。新規に開発した重合性ネマチック液晶および超分子ネマチック液晶にキラル剤を添加することにより、ブルー相を発現させた。さらに重合性のブルー相について光重合を行うことにより、安定なブルー相構造を有する高分子膜を作製した。得ら...

【化学】複合化学：光学材料／複合材料を含む研究件

【概要】本研究では、ヘテロ2核金属錯体の金属間電荷移動遷移(MMCT)を利用した全無機分子光材料の合成を行なってきた。メソポーラスシリカ細孔内に合成したTi(IV)-O-Ce(III)/SiO_2は、可視光域にMMCT由来の強い吸収を持つこと、そして有機物の光酸化分解反応に対して可視光応答性を示すことを見出した。 ...

【化学】複合化学：無機有機融合材料／複合材料を含む研究件

【キーワード】ハイブリッド材料 / 自己組織化 / バイオミネラリゼーション / 結晶成長 / コロイド粒子 (他16件)

【概要】水溶性高分子によって安定化した無機結晶のアモルファス前駆体の結晶化を、高分子基板で制御することにより、形状や配向を制御したヒドロキシアパタイトや酸化亜鉛の薄膜結晶を作製する手法を開発した。また、アモルファス無機粒子を異方的なコロイド結晶へと制御して変化させることにより、世界初となる炭酸カルシウムやヒドロキシアパタイトの液晶化にも成功した。さらに高分子ゲルと無機結晶を精密に複合化することにより、透明...

【化学】複合化学：電荷貯蔵／複合材料を含む研究件

【概要】安定有機ラジカルのSOMO(Singly Occupied Molecular Orbital)上の電子交換反応に基づく局在型電荷授受と、π共役(HOMO-LUMO)のドープに基づく非局在型電荷伝播を組み込んだ有機蓄電材料の創出を目的とした。気相(酸化)重合法に着眼し、予めラジカル(反応活性種)を酸化剤で不活化することで重合阻害なく導電性高分子(例えばPEDOT)をその場(in-situ)形成、得...

【化学】複合化学：電極活物質／複合材料を含む研究件

【概要】安定有機ラジカルのSOMO(Singly Occupied Molecular Orbital)上の電子交換反応に基づく局在型電荷授受と、π共役(HOMO-LUMO)のドープに基づく非局在型電荷伝播を組み込んだ有機蓄電材料の創出を目的とした。気相(酸化)重合法に着眼し、予めラジカル(反応活性種)を酸化剤で不活化することで重合阻害なく導電性高分子(例えばPEDOT)をその場(in-situ)形成、得...

【化学】複合化学：メカノケミストリー／複合材料を含む研究件

【キーワード】メカニカルアロイング / メカノケミストリー / 金属間化合物 / 固相反応 / 反応ミリング (他9件)

【概要】1.反応系の系統化:金属(Zr,Ti,Ni,Nb,Al)-ヘプタン系及びTi-セラミックス(Si_3N_4、SiC)系について、メカニカルアロイングにおける反応性をミリングによる蓄積エネルギーと関連づけた。DSC測定から求めた蓄積エネルギーと化学分析から求めた反応量とに明確な関連が確かめられた。反応の開始はミリングによるエネルギー蓄積の大きいZr,Tiの順で早期に開始されること、また反応開始に潜伏...

【化学】複合化学：有機無機複合材料／複合材料を含む研究件

【キーワード】ハイブリッド材料 / 自己組織化 / バイオミネラリゼーション / 結晶成長 / コロイド粒子 (他16件)

【概要】水溶性高分子によって安定化した無機結晶のアモルファス前駆体の結晶化を、高分子基板で制御することにより、形状や配向を制御したヒドロキシアパタイトや酸化亜鉛の薄膜結晶を作製する手法を開発した。また、アモルファス無機粒子を異方的なコロイド結晶へと制御して変化させることにより、世界初となる炭酸カルシウムやヒドロキシアパタイトの液晶化にも成功した。さらに高分子ゲルと無機結晶を精密に複合化することにより、透明...

【化学】複合化学：融合マテリアル／複合材料を含む研究件

【キーワード】ハイブリッド材料 / 自己組織化 / バイオミネラリゼーション / 結晶成長 / コロイド粒子 (他16件)

【概要】水溶性高分子によって安定化した無機結晶のアモルファス前駆体の結晶化を、高分子基板で制御することにより、形状や配向を制御したヒドロキシアパタイトや酸化亜鉛の薄膜結晶を作製する手法を開発した。また、アモルファス無機粒子を異方的なコロイド結晶へと制御して変化させることにより、世界初となる炭酸カルシウムやヒドロキシアパタイトの液晶化にも成功した。さらに高分子ゲルと無機結晶を精密に複合化することにより、透明...

【化学】複合化学：金属シート／複合材料を含む研究件

❏３次元立体周期構造複合材料コアとメタルフェースシートからなる複層薄板の創造と創製(20H00300)

【概要】複層構造は、優れた機械的特性を発現する構造である。本研究では、金属被覆材（フェースシート）に挟む連続／非連続炭素繊維CFRPコア材の３次元幾何構造を制御することで、多様な力学特性を持つ薄板材料を創造し、製作し、評価することを目的とする。具体的には、 1）メタルフェースと３次元周期構造を持つ樹脂あるいは炭素繊維強化複合材料コアからなる複層構造の、コア構造を最適化する方法　2）得られた構造を熱溶解式3...

【化学】複合化学：高分子化学／複合材料を含む研究件

【キーワード】多孔性配位高分子 / 有機-金属多面体 / ガス分離膜 / グラフト重合 / 中空錯体 (他8件)

【概要】細胞膜に存在する膜貫通タンパク質のイオン分離機構に着想を得て、本課題では多孔性配位高分子(PCP)をチャネルに見立てたガス分離膜の開発を行った。PCPと高分子の複合化手法を検討する過程で、PCPの分子状類縁体である中空ケージ錯体「有機-金属多面体(MOP)」の表面から高分子をグラフト重合する手法を見出した。得られた高分子グラフトMOPをフィルム化し、ガス透過性を評価したところ、フィルムは二酸化炭素...

【化学】複合化学：高分子構造・物性／複合材料を含む研究件

【キーワード】ポリマー / 非晶質炭秦 / マイクロ・ナノコンポジット / 蒸着法 / シリカ (他9件)

【概要】本研究では蒸着法を応用した新しい複合材料作製法を用いることで高分子材料と硬質材料のコンポジットを作った。本手法により溶融可能な高分子に対して非晶質炭素やシリカなどの硬質無機材料のサブミクロンスケールでの分散が可能となった。また、既存の混錬法などの複合化手法よりも簡便にコンポジットが作製できるようになり、さらにはプラズマ処理を施すことによって界面が親和性を帯び、界面接着が良くなる場合もあった。高分...

【化学】複合化学：静電複合体／複合材料を含む研究件

【キーワード】タンパク質 / タンパク質材料 / ソフトマテリアル / 界面活性剤 / 分子集合 (他12件)

【概要】タンパク質は精緻な構造を持った機能性分子であり材料科学への広い応用が期待される。本研究では高タンパク質含有量(120-310mg/mL)の水と分離した液状材料を、タンパク質と陰イオン性および陽イオン性界面活性剤の単純な混合により開発した。この材料は、タンパク質と界面活性剤は静電相互作用により複合化し、その複合体が疎水相互作用によって会合するという階層的な構造を有する。界面活性剤の親水部が水を保持...

【化学】複合化学：タンパク質材料／複合材料を含む研究件

【キーワード】タンパク質 / タンパク質材料 / ソフトマテリアル / 界面活性剤 / 分子集合 (他12件)

【概要】タンパク質は精緻な構造を持った機能性分子であり材料科学への広い応用が期待される。本研究では高タンパク質含有量(120-310mg/mL)の水と分離した液状材料を、タンパク質と陰イオン性および陽イオン性界面活性剤の単純な混合により開発した。この材料は、タンパク質と界面活性剤は静電相互作用により複合化し、その複合体が疎水相互作用によって会合するという階層的な構造を有する。界面活性剤の親水部が水を保持...

【化学】複合化学：光エネルギー変換／複合材料を含む研究件

【概要】本研究では、ヘテロ2核金属錯体の金属間電荷移動遷移(MMCT)を利用した全無機分子光材料の合成を行なってきた。メソポーラスシリカ細孔内に合成したTi(IV)-O-Ce(III)/SiO_2は、可視光域にMMCT由来の強い吸収を持つこと、そして有機物の光酸化分解反応に対して可視光応答性を示すことを見出した。 ...

【化学】複合化学：液状物質／複合材料を含む研究件

【キーワード】タンパク質 / タンパク質材料 / ソフトマテリアル / 界面活性剤 / 分子集合 (他12件)

【概要】タンパク質は精緻な構造を持った機能性分子であり材料科学への広い応用が期待される。本研究では高タンパク質含有量(120-310mg/mL)の水と分離した液状材料を、タンパク質と陰イオン性および陽イオン性界面活性剤の単純な混合により開発した。この材料は、タンパク質と界面活性剤は静電相互作用により複合化し、その複合体が疎水相互作用によって会合するという階層的な構造を有する。界面活性剤の親水部が水を保持...

【化学】複合化学：耐熱性／複合材料を含む研究件

【キーワード】スーパーエンジニアリングプラスチック / ナノファイバー / 複合材料 / 耐熱性 / 表面改質

【概要】本研究では、ポリマー材料の中でも高耐熱性かつ高強度であるスーパーエンジニアリングプラスチック（スーパーエンプラ）に着目し、そのナノファイバー化に向けた基盤研究を実施している。具体的な研究内容は、耐熱温度が高く、ナノファイバー直径が小さく、弾性率が高いスーパーエンプラナノファイバー（SEnF）を作製することである。当該年度では、昨年度に引き続き、スーパーエンプラの１つであるポリエーテルエーテルケト...

【化学】複合化学：酵素材料／複合材料を含む研究件

【キーワード】タンパク質 / タンパク質材料 / ソフトマテリアル / 界面活性剤 / 分子集合 (他12件)

【概要】タンパク質は精緻な構造を持った機能性分子であり材料科学への広い応用が期待される。本研究では高タンパク質含有量(120-310mg/mL)の水と分離した液状材料を、タンパク質と陰イオン性および陽イオン性界面活性剤の単純な混合により開発した。この材料は、タンパク質と界面活性剤は静電相互作用により複合化し、その複合体が疎水相互作用によって会合するという階層的な構造を有する。界面活性剤の親水部が水を保持...

【化学】複合化学：酵素触媒／複合材料を含む研究件

【キーワード】タンパク質 / タンパク質材料 / ソフトマテリアル / 界面活性剤 / 分子集合 (他12件)

【概要】タンパク質は精緻な構造を持った機能性分子であり材料科学への広い応用が期待される。本研究では高タンパク質含有量(120-310mg/mL)の水と分離した液状材料を、タンパク質と陰イオン性および陽イオン性界面活性剤の単純な混合により開発した。この材料は、タンパク質と界面活性剤は静電相互作用により複合化し、その複合体が疎水相互作用によって会合するという階層的な構造を有する。界面活性剤の親水部が水を保持...

【化学】複合化学：高タンパク質濃度／複合材料を含む研究件

【キーワード】タンパク質 / タンパク質材料 / ソフトマテリアル / 界面活性剤 / 分子集合 (他12件)

【概要】タンパク質は精緻な構造を持った機能性分子であり材料科学への広い応用が期待される。本研究では高タンパク質含有量(120-310mg/mL)の水と分離した液状材料を、タンパク質と陰イオン性および陽イオン性界面活性剤の単純な混合により開発した。この材料は、タンパク質と界面活性剤は静電相互作用により複合化し、その複合体が疎水相互作用によって会合するという階層的な構造を有する。界面活性剤の親水部が水を保持...

【化学】複合化学：高分子／複合材料を含む研究件

【概要】航空機の複合材構造において、雷撃時の構造安全性を担保することは必須である。そこで本研究では、力学特性、耐熱性、成形性等を維持しつつ、導電性を制御可能な航空機構造用CFRPの創出と雷撃損傷挙動の解明を目的とした。その結果、ポリアニリン（PANI）系導電性樹脂および配向カーボンナノチューブ（CNT）を適用することでCFRPの導電性制御を実現できることを実証した。また、導電性を制御したCFRPに対して模...

【化学】複合化学：粒子／複合材料を含む研究件

【概要】球形粒子が分散されたセラミック複合材料におけるき烈進展挙動をシミュレーションするシステムを開発し,き烈進展経路及び破壊抵抗に及ぼす熱残留応力の影響を対して調べた.材料としては,SiC粒子分散Al_2O_3マトリックス複合材料とAl_2O_3粒子分散Sicマトリックス複合材料を対象とし,粒子とマトリックス間の熱膨脹係数差により発生する熱残留応力とき列による集中応力との相互作用に関して調べた.複数に偏...

【化学】複合化学：ブロック共重合体／複合材料を含む研究件

【キーワード】環境材料 / 複合材料 / ナノ粒子 / メカノケミカル反応 / セルロース (他10件)

【概要】微結晶セルロース(MCC)のナノ粒子化に伴うグリコシド結合の切断により生成するMCCメカノラジカルをメタクリル酸メチル(MMA)の重合開始剤とし、MCC-PMMAブロック共重合体の合成(主鎖の化学修飾)に成功した。MCC-PMMAブロック共重合体で表面化学修飾されたMCCナノ粒子は、充填剤として用いられ新規複合材料が創製された。また、MCC-PMMAブロック共重合体の透明フイルム(新規材料)を得る...

【化学】複合化学：自己集合／複合材料を含む研究件

【概要】液晶の自己組織化ナノ構造を活用した規則構造を有する高分子材料は様々な機能性材料となることが期待される。本研究では、ブルー相構造規則構造を形成する液晶高分子および超分子液晶を開発した。新規に開発した重合性ネマチック液晶および超分子ネマチック液晶にキラル剤を添加することにより、ブルー相を発現させた。さらに重合性のブルー相について光重合を行うことにより、安定なブルー相構造を有する高分子膜を作製した。得ら...

【生物学】基礎生物学：光／複合材料を含む研究件

【概要】本研究では、ヘテロ2核金属錯体の金属間電荷移動遷移(MMCT)を利用した全無機分子光材料の合成を行なってきた。メソポーラスシリカ細孔内に合成したTi(IV)-O-Ce(III)/SiO_2は、可視光域にMMCT由来の強い吸収を持つこと、そして有機物の光酸化分解反応に対して可視光応答性を示すことを見出した。 ...

【総合理工】エネルギー学：高伝熱性／複合材料を含む研究件

【キーワード】化学蓄熱 / ハイブリッド / 高温プロセス / 負荷平準化 / 排熱回収 (他18件)

【概要】酸化マグネシウム/水系を基とした化学蓄熱装置検討し高温プロセスシステムへのハイブリッド(複合)化を検討した。膨張化グラファイトと酸化マグネシウムを複合した化学蓄熱材を開発し熱天秤にて速度論的評価を行い、調製方法の最適化を進めた。材料を実用的なペレットに成形し、これを充填した化学蓄熱装置の性能を評価した。開発した蓄熱材料を有する化学蓄熱装置と高温プロセスとをハイブリッド化することでシステムの負荷平準...

【総合理工】エネルギー学：充填層／複合材料を含む研究件

【キーワード】化学蓄熱 / ハイブリッド / 高温プロセス / 負荷平準化 / 排熱回収 (他18件)

【概要】酸化マグネシウム/水系を基とした化学蓄熱装置検討し高温プロセスシステムへのハイブリッド(複合)化を検討した。膨張化グラファイトと酸化マグネシウムを複合した化学蓄熱材を開発し熱天秤にて速度論的評価を行い、調製方法の最適化を進めた。材料を実用的なペレットに成形し、これを充填した化学蓄熱装置の性能を評価した。開発した蓄熱材料を有する化学蓄熱装置と高温プロセスとをハイブリッド化することでシステムの負荷平準...

【総合理工】エネルギー学：中温域／複合材料を含む研究件

【キーワード】化学蓄熱 / ハイブリッド / 高温プロセス / 負荷平準化 / 排熱回収 (他18件)

【概要】酸化マグネシウム/水系を基とした化学蓄熱装置検討し高温プロセスシステムへのハイブリッド(複合)化を検討した。膨張化グラファイトと酸化マグネシウムを複合した化学蓄熱材を開発し熱天秤にて速度論的評価を行い、調製方法の最適化を進めた。材料を実用的なペレットに成形し、これを充填した化学蓄熱装置の性能を評価した。開発した蓄熱材料を有する化学蓄熱装置と高温プロセスとをハイブリッド化することでシステムの負荷平準...

【総合理工】エネルギー学：酸化マグネシウム／複合材料を含む研究件

【キーワード】化学蓄熱 / ハイブリッド / 高温プロセス / 負荷平準化 / 排熱回収 (他18件)

【概要】酸化マグネシウム/水系を基とした化学蓄熱装置検討し高温プロセスシステムへのハイブリッド(複合)化を検討した。膨張化グラファイトと酸化マグネシウムを複合した化学蓄熱材を開発し熱天秤にて速度論的評価を行い、調製方法の最適化を進めた。材料を実用的なペレットに成形し、これを充填した化学蓄熱装置の性能を評価した。開発した蓄熱材料を有する化学蓄熱装置と高温プロセスとをハイブリッド化することでシステムの負荷平準...

【総合理工】エネルギー学：膨張化グラファイト／複合材料を含む研究件

【キーワード】化学蓄熱 / ハイブリッド / 高温プロセス / 負荷平準化 / 排熱回収 (他18件)

【概要】酸化マグネシウム/水系を基とした化学蓄熱装置検討し高温プロセスシステムへのハイブリッド(複合)化を検討した。膨張化グラファイトと酸化マグネシウムを複合した化学蓄熱材を開発し熱天秤にて速度論的評価を行い、調製方法の最適化を進めた。材料を実用的なペレットに成形し、これを充填した化学蓄熱装置の性能を評価した。開発した蓄熱材料を有する化学蓄熱装置と高温プロセスとをハイブリッド化することでシステムの負荷平準...

【総合理工】エネルギー学：伝熱性／複合材料を含む研究件

【キーワード】化学蓄熱 / ハイブリッド / 高温プロセス / 負荷平準化 / 排熱回収 (他18件)

【概要】酸化マグネシウム/水系を基とした化学蓄熱装置検討し高温プロセスシステムへのハイブリッド(複合)化を検討した。膨張化グラファイトと酸化マグネシウムを複合した化学蓄熱材を開発し熱天秤にて速度論的評価を行い、調製方法の最適化を進めた。材料を実用的なペレットに成形し、これを充填した化学蓄熱装置の性能を評価した。開発した蓄熱材料を有する化学蓄熱装置と高温プロセスとをハイブリッド化することでシステムの負荷平準...

【総合理工】エネルギー学：ケミカルヒートポンプ／複合材料を含む研究件

【キーワード】化学蓄熱 / ハイブリッド / 高温プロセス / 負荷平準化 / 排熱回収 (他18件)

【概要】酸化マグネシウム/水系を基とした化学蓄熱装置検討し高温プロセスシステムへのハイブリッド(複合)化を検討した。膨張化グラファイトと酸化マグネシウムを複合した化学蓄熱材を開発し熱天秤にて速度論的評価を行い、調製方法の最適化を進めた。材料を実用的なペレットに成形し、これを充填した化学蓄熱装置の性能を評価した。開発した蓄熱材料を有する化学蓄熱装置と高温プロセスとをハイブリッド化することでシステムの負荷平準...

【総合理工】エネルギー学：化学蓄熱／複合材料を含む研究件

【キーワード】化学蓄熱 / ハイブリッド / 高温プロセス / 負荷平準化 / 排熱回収 (他18件)

【概要】酸化マグネシウム/水系を基とした化学蓄熱装置検討し高温プロセスシステムへのハイブリッド(複合)化を検討した。膨張化グラファイトと酸化マグネシウムを複合した化学蓄熱材を開発し熱天秤にて速度論的評価を行い、調製方法の最適化を進めた。材料を実用的なペレットに成形し、これを充填した化学蓄熱装置の性能を評価した。開発した蓄熱材料を有する化学蓄熱装置と高温プロセスとをハイブリッド化することでシステムの負荷平準...

【総合理工】エネルギー学：高温プロセス／複合材料を含む研究件

【キーワード】化学蓄熱 / ハイブリッド / 高温プロセス / 負荷平準化 / 排熱回収 (他18件)

【概要】酸化マグネシウム/水系を基とした化学蓄熱装置検討し高温プロセスシステムへのハイブリッド(複合)化を検討した。膨張化グラファイトと酸化マグネシウムを複合した化学蓄熱材を開発し熱天秤にて速度論的評価を行い、調製方法の最適化を進めた。材料を実用的なペレットに成形し、これを充填した化学蓄熱装置の性能を評価した。開発した蓄熱材料を有する化学蓄熱装置と高温プロセスとをハイブリッド化することでシステムの負荷平準...

【総合理工】ナノ・マイクロ科学：レジスト／複合材料を含む研究件

【概要】高度情報化社会の発展に伴い、LSI(大規模集積回路)のさらなる高密度化が求められている。LSIの高密度化を実現するには基板の高精度平坦化が必要不可欠ある。本研究では、単結晶ダイヤモンドバイトを用いた超精密切削技術によりLSI基板を高精度に平坦化する技術(プラナリゼーション)を確立させることを目的として研究を行っている。平成18年度では、主に以下の内容について研究を行った。 (1)傾斜切削実験工具...

【総合理工】ナノ・マイクロ科学：ヘテロ凝集／複合材料を含む研究件

【キーワード】サスペンション / アルミナ / 複合材料 / 粒子の分散 / スリップキャスト (他11件)

【概要】水を分散媒としたアルミナ1成分系およびアルミナーシリカとアルミナージルコニア2成分系サスペンション中の粉体粒子の分散性に及ぼすpHおよび中性塩濃度の影響を調べ、泥しょう鋳込み成形により作製した成形体の性質との関係を明らかにした。サスペンションの性質としてζー電位、レオロジ-特性、沈降体積などを、成形体の性質として成形密度、開気孔径分布、焼結挙動(1成分系)、成分分布の均一性(2成分系)を調べた。 ...

【総合理工】ナノ・マイクロ科学：熱応力緩和／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / 傾斜機能材料 / 熱応力緩和 / 微視力学(マイクロメカニックス) / クリ-プ (他12件)

【概要】本研究は、耐熱構造材料として注目されているセラミックス-金属系多相材料について、セラミックス(主に繊維状または粒状の分散相)と金属(マトリックス相)熱膨張係数差に起因する熱応力の効果に着目し、微視力学的な観点から、高温変形および破壊の機構を明らかにしようとしたものである。特に、繰り返し加熱・冷却によって生じるラチェット変形(熱サイクル超塑性)に焦点をあてて、理論的および実験的な研究を行った。はじ...

【総合理工】応用物理学：界面評価／複合材料を含む研究件

❏ＣＮＴ析出強化階層型複合材料の創成と界面評価および衝撃・疲労特性(24360048)

【キーワード】複合材料 / カーボンナノチューブ / 界面評価 / 気相成長法 / 材料強度

【概要】本研究では高分子基複合材料（PMC）へのカーボンナノチューブ（CNTs）導入方法として，複数種の無機系繊維表面へのCNTs析出方法の確立を行った．特に，触媒金属や析出条件の検討によって，一般にCNTs析出が困難とされる炭素繊維表面への短時間かつ均一なCNTs析出プロセスを確立した．また，マルチスケールの界面特性評価から複合材料の界面せん断特性向上へのCNTs析出の有効性を示した．さらに，CNTs析...

【総合理工】応用物理学：エマルション／複合材料を含む研究件

❏ナノセルロースの補強性能を引き出す環境調和型マテリアルプロセッシング(20K15567)

【研究種目】若手研究

【キーワード】ナノセルロース / 複合材料 / エマルション

【概要】ナノセルロースは植物由来の高強度繊維であり、炭素繊維やガラス繊維に代わる持続可能なポリマー補強材料として利用が期待されている。ナノセルロースの補強効果をポリマー中で発揮するためには、両者をナノレベルで均一に複合化する必要がある。本研究では、有機溶媒を用いずにナノセルロースとポリマーを均一複合化する材料加工技術開発を行う。研究方法として、これまでに申請者が確立している完全水系プロセスによって、均一な...

【キーワード】セルロースナノファイバー / エマルション / マイクロ粒子 / ナノセルロース / コアシェル (他7件)

【概要】セルロースナノファイバーは植物由来の超微細繊維であり、機能性材料化へ向けてナノファイバーの精密な集積・成形技術が求められています。本研究では、木材由来セルロースナノファイバーを微細粒子表面で薄膜状に精密集積する技術を、水中・常圧・低温という温和な条件で確立しました。粒子表面でセルロースナノファイバーは厚さ約10 nmの均一な膜を形成しており、薬剤や金属イオンを高効率で担持/放出する性質を有していま...

【総合理工】応用物理学：キラル液晶／複合材料を含む研究件

【概要】液晶の自己組織化ナノ構造を活用した規則構造を有する高分子材料は様々な機能性材料となることが期待される。本研究では、ブルー相構造規則構造を形成する液晶高分子および超分子液晶を開発した。新規に開発した重合性ネマチック液晶および超分子ネマチック液晶にキラル剤を添加することにより、ブルー相を発現させた。さらに重合性のブルー相について光重合を行うことにより、安定なブルー相構造を有する高分子膜を作製した。得ら...

【総合理工】応用物理学：多孔性配位高分子／複合材料を含む研究件

【キーワード】多孔性配位高分子 / 有機-金属多面体 / ガス分離膜 / グラフト重合 / 中空錯体 (他8件)

【概要】細胞膜に存在する膜貫通タンパク質のイオン分離機構に着想を得て、本課題では多孔性配位高分子(PCP)をチャネルに見立てたガス分離膜の開発を行った。PCPと高分子の複合化手法を検討する過程で、PCPの分子状類縁体である中空ケージ錯体「有機-金属多面体(MOP)」の表面から高分子をグラフト重合する手法を見出した。得られた高分子グラフトMOPをフィルム化し、ガス透過性を評価したところ、フィルムは二酸化炭素...

【総合理工】応用物理学：水素燃料／複合材料を含む研究件

❏将来航空機の水素燃料タンク用複合材料の力学特性評価に関する研究(18760611)

【研究代表者】横関智弘東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (50399549)

【キーワード】航空宇宙構造 / 複合材料 / 水素燃料 / 極低温燃料タンク

【概要】航空機の環境適合性向上技術の1つとして水素燃料使用が挙げられるが、航空機への搭載体積及び重量の観点から液体水素貯蔵タンクの軽量化、特に極低温複合材タンクの実現が技術課題である。本研究では構造破壊の主要原因となる熱膨張ミスマッチの低減を目的として、チラノ繊維と高靭性エポキシを使用した複合材料(SiC-FRP)のタンク構造への適用性評価を実施した。特にSiC-FRPの極低温環境下での力学特性及び破壊力...

【総合理工】応用物理学：シンクロトロン放射光／複合材料を含む研究件

【概要】炭素繊維や液晶高分子繊維などの高強度・高弾性率繊維は引張強度に比べて圧縮強度が低く,このことが優れた引張特性を複合材料において最大限に活用する上での支障となっている。本研究では,これらの繊維の単繊維軸方向圧縮強度やフィブリル間せん断強度の測定方法を開発した。さらに,この方法を用いて測定した圧縮強度と小角X線散乱等を用いて解析した構造の関係を検討し,これらの繊維及び複合材料の圧縮破壊メカニズムを明ら...

【キーワード】力学的性質 / 破壊靭性 / 小角X線散乱 / シンクロトロン放射光 / クレーズ (他12件)

【概要】カーボンナノチューブ(CNT)を添加した高分子複合材料の力学的性質に関して近年多数の研究報告がなされているが,CNTの添加効果は系に依存して大きく異なり,必ずしも力学的性質の向上が得られるとは限らない。これは,高分子とCNTの相互作用が高分子の種類やCNT表面の状態に依存することの他に,CNTの凝集体が破壊の起点となることや,試験片形状の影響などが考えられる。本研究では,CNT,気相成長炭素繊維,...

【総合理工】環境化学：高強度化／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / ナノコンポジット / 高強度化 / コーティング / ナノ分散 (他11件)

【概要】本研究では，従来の繊維強化プラスチックにナノ分散させたナノフィラーを加えることで，更なる高強度化，長寿命化，そして高機能化を図ることを目的として研究を遂行した。ナノフィラーを直接複合材料に混ぜ込む手法と，ナノ分散スラリーを調製し，それをコーティングさせる2つの手法を試みた。直接複合材料に混ぜ込むことで，ナノフィラーは繊維/樹脂界面の接着力を高め，複合材料を更に高強度化させる作用があることを見出した...

【総合理工】物質変換：赤外分光法／複合材料を含む研究件

【概要】1.ポアソン比,縦弾性系数が異なる二つの材料を用いて,3層積層モデルによる複合材料の力学モデルを作製した.これの引張試験を行い,応力ーひずみ線図を得た.さらに部分片振り荷重の下で疲労試験を行なってSN曲線を得るとともに,試験片破断部を顕微鏡で観察し,破壊様式を論じた. 2.複合材料の力学モデルに荷重が作用するときのモデル内に生ずる応力の数値解析を行った.局所的に見ると複合材料内部において材料の縦弾...

【工学】機械工学：均一分散／複合材料を含む研究件

【キーワード】ナノファイバ / ポリマ / 複合材料 / エレクトロスピニング / 生分解 (他12件)

【概要】本研究では、ナノ・マイクロスケールの長繊維をうまく分散させた複合材料作製のための新しい手法を確立すること、および、その確立した新規手法を利用して新しい高機能性複合材料を作製することを目的とした。具体的には、エレクトロスピニング法を用いて、液体性状を有するポリマーやポリマー溶液に対してナノファイバーを噴射することで、母材となるポリマー内に作製したナノファイバーを分散させて複合化する新たな手法を確立し...

【工学】機械工学：解砕／複合材料を含む研究件

【概要】液中において黒鉛を剥離してグラフェンに変換するプロセスの開発を行った。従来の超音波法による剥離よりも、圧力ホモジナイザを利用した剥離法の方が、10倍以上の生産能力があることを実証した。NMP等の有機溶媒にpHをコントロールした水を混合したものが、剥離分散に最適な溶媒であることを見出した。また、黒鉛を改質することで、どの溶媒にも溶けるように分散する新技術を発見した。 ...

【工学】機械工学：金属3D造形／複合材料を含む研究件

❏確率的マルチフィジックス・マルチスケールモデリング法の提案と各種応用・妥当性確認(16H04239)

【キーワード】確率的シミュレーション / マルチフィジックスモデル / マルチスケールモデル / 複合材料 / 3D積層造形 (他12件)

【概要】繊維強化複合材料と3D積層造形品を主たる対象として、製造に起因するばらつき・不確かさを考慮し、材料特性予測や製造プロセス設計に役立つ確率的有限要素解析手法を開発した。複合材料のミクロ構造における不均質性が考慮できるマルチスケール問題、および、製造プロセスにおけるマルチフィジックス問題に焦点を当て、不確かさの要因分析、感度解析、不確かさの伝播の解析に有用な確率的モデリング・非線形シミュレーション法を...

【工学】機械工学：ひずみセンサー／複合材料を含む研究件

❏光ファイバーセンサーを用いたFRP断熱支持体の知的構造の開発(06555027)

【研究代表者】小林英男東京工業大学, 工学部, 教授 (00016487)

【研究期間】1994 - 1996

【キーワード】スマート構造 / 光ファイバー / ひずみ / ひずみセンサー / FRP (他7件)

【概要】磁気浮上列車用超伝導コイルの複合材料製断熱支持体はコイルを極低温に保持するため完全密閉されており、支持体の構造健全性は目視では確認できない。そこで、変動磁場の影響を受けず、小型で安価な屈曲光ファイバーを用いた複合材料製断熱支持体の損傷検出スマート構造化が望まれている。そこで本研究では屈曲光ファイバーによるひずみ検出に基づく損傷検出スマート構造の開発を目的として、ひずみ検出システム及び光ファイバー埋...

【工学】機械工学：高密度化処理／複合材料を含む研究件

【キーワード】カーボンナノチューブ / 黒鉛化処理 / ポリマー複合 / 分子動力学 / 強度評価 (他15件)

【概要】本研究ではCNT単体の優れた機械的特性が十分に発揮された革新的高強度CNT糸の創製を目的とし，乾式紡績法で作製した無撚CNT糸の高強度化を行った．糸を構成するCNT単体の強度評価および分子動力学解析によるCNT間相互作用力の評価によって，CNT糸の高強度化にはCNT単体の高強度化とCNT間の荷重伝達効率の向上が必要であることを明らかにした．また，それに基づいて黒鉛化処理によるCNTの高純度化，CN...

【工学】機械工学：ジュール加熱／複合材料を含む研究件

【概要】炭素繊維強化プラスチック積層板の強化繊維の炭素繊維をそのままセンサとして用いる自己損傷検知手法に熱変形の前後で電気抵抗を測定して差異を統計的に判定する手法を提案している.ジュール発熱を利用し,冷却過程でブロックごとの電気抵抗を測定し,電気抵抗変化の統計的関係の変化から,周囲との差異を検出する.この手法を衝撃荷重後の損傷,初期欠陥に適用し,実験的に検証した.また,電極損傷時にも有効に損傷の有無を検知...

【工学】機械工学：ジュール発熱／複合材料を含む研究件

【概要】炭素繊維強化プラスチック積層板の強化繊維の炭素繊維をそのままセンサとして用いる自己損傷検知手法に熱変形の前後で電気抵抗を測定して差異を統計的に判定する手法を提案している.ジュール発熱を利用し,冷却過程でブロックごとの電気抵抗を測定し,電気抵抗変化の統計的関係の変化から,周囲との差異を検出する.この手法を衝撃荷重後の損傷,初期欠陥に適用し,実験的に検証した.また,電極損傷時にも有効に損傷の有無を検知...

【工学】機械工学：界面劣化／複合材料を含む研究件

【概要】本研究では水環境下におけるGFRPの耐久性の評価ならびに寿命の予測法を提案した.平織Eガラスクロスを強化繊維に,ビニルエステル樹脂を母材に用いてGFRPを作成し,純水中および大気中において定荷重引張試験を行った.GFRP は純水中にてのみ破断し,荷重および試験温度の上昇とともに破断時間は短くなった.また試験中のGFRPに蓄積されるエネルギおよび劣化による破壊基準の低下を考慮して破断時間を予測し,実...

【工学】機械工学：黒鉛化処理／複合材料を含む研究件

【キーワード】カーボンナノチューブ / 黒鉛化処理 / ポリマー複合 / 分子動力学 / 強度評価 (他15件)

【概要】本研究ではCNT単体の優れた機械的特性が十分に発揮された革新的高強度CNT糸の創製を目的とし，乾式紡績法で作製した無撚CNT糸の高強度化を行った．糸を構成するCNT単体の強度評価および分子動力学解析によるCNT間相互作用力の評価によって，CNT糸の高強度化にはCNT単体の高強度化とCNT間の荷重伝達効率の向上が必要であることを明らかにした．また，それに基づいて黒鉛化処理によるCNTの高純度化，CN...

【工学】機械工学：傾料機能材料／複合材料を含む研究件

【キーワード】階層型ニューラルネットワーク / 計算力学 / 破壊力学 / 傾斜機能材料 / 複合材料 (他11件)

【概要】非均質構造材料には、多様な要求に応えるために複数の素材を積層化、分散化、傾斜機能化によって組み合わせたいわゆる複合材と、均質構造材料を接着・接合・溶接した構造が含まれる。均質材と比較すると、これらに共通する特徴として、構成素材の物性値の差、混合比率、混合法が材料のマクロ性能(剛性、破壊強度、継ぎ手効率、振動特性、熱、電気特性など)を決定する制御パラメータとして加わることが挙げられる。このために、設...

【工学】機械工学：静的強度／複合材料を含む研究件

【キーワード】インテリジェント化 / 複合材料 / アクチュエータ / マトリックスき裂 / CFRP (他12件)

【概要】前年度において,一液性熱硬化型のエポキシ樹脂を熱により作動するカプセル内に封入して,貼付補修用アクチュエータとする手法を提案し,接着剤の軟化,放出,硬化を行うアクチュエータとしての動作確認を行い,予めコンクリート中に埋め込んでおいた接着カプセル封入アクチュエータを熱により作動させ,コンクリート表面に張り付けたCFRPのはく離の補修を行い,補修後の3点曲げ試験により補修が十分行われたことが確認できた...

【工学】機械工学：難燃化／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / ナノコンポジット / 高強度化 / コーティング / ナノ分散 (他11件)

【概要】本研究では，従来の繊維強化プラスチックにナノ分散させたナノフィラーを加えることで，更なる高強度化，長寿命化，そして高機能化を図ることを目的として研究を遂行した。ナノフィラーを直接複合材料に混ぜ込む手法と，ナノ分散スラリーを調製し，それをコーティングさせる2つの手法を試みた。直接複合材料に混ぜ込むことで，ナノフィラーは繊維/樹脂界面の接着力を高め，複合材料を更に高強度化させる作用があることを見出した...

【工学】機械工学：混酸処理／複合材料を含む研究件

【キーワード】カーボンナノチューブ / 黒鉛化処理 / ポリマー複合 / 分子動力学 / 強度評価 (他15件)

【概要】本研究ではCNT単体の優れた機械的特性が十分に発揮された革新的高強度CNT糸の創製を目的とし，乾式紡績法で作製した無撚CNT糸の高強度化を行った．糸を構成するCNT単体の強度評価および分子動力学解析によるCNT間相互作用力の評価によって，CNT糸の高強度化にはCNT単体の高強度化とCNT間の荷重伝達効率の向上が必要であることを明らかにした．また，それに基づいて黒鉛化処理によるCNTの高純度化，CN...

【工学】機械工学：混錬／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / ナノコンポジット / 高強度化 / コーティング / ナノ分散 (他11件)

【概要】本研究では，従来の繊維強化プラスチックにナノ分散させたナノフィラーを加えることで，更なる高強度化，長寿命化，そして高機能化を図ることを目的として研究を遂行した。ナノフィラーを直接複合材料に混ぜ込む手法と，ナノ分散スラリーを調製し，それをコーティングさせる2つの手法を試みた。直接複合材料に混ぜ込むことで，ナノフィラーは繊維/樹脂界面の接着力を高め，複合材料を更に高強度化させる作用があることを見出した...

【工学】機械工学：NDI ／複合材料を含む研究件

❏電気抵抗変化による損傷検出知的CFRP構造の最適システム開発(08750102)

【研究期間】1996

【キーワード】複合材料 / 電気ポテンシャル法 / NDI / スマート構造 / 炭素繊維 (他6件)

【概要】CFRP積層板は優れた比剛性・比強度を有する反面,層間強度が著しく弱く,層間剥離が容易に発生・進展して圧縮剛性・強度が著しく低下する.層間剥離は目視による検査では発見しにくいため,CFRP積層板の信頼性低下の原因となっている.このため,層間剥離をリアルタイムに検出するスマート損傷検出システムが期待されている.電気ポテンシャル法は安価に内部の欠陥を発見・同定可能なため,金属材料で作成される構造物に適...

【工学】機械工学：確率均質化法／複合材料を含む研究件

【キーワード】マルチスケール法 / 確率均質化法 / モンテカルロ法 / サンプリング / 複合材料 (他16件)

【概要】工業材料や生体組織にみられる階層構造のマルチスケールモデリングにおいて、ミクロスケールの情報に含まれる不確かさ・ばらつきを考慮した確率的マルチスケール法の体系的な数理モデル記述法を見出し、その解法として一次漸近展開に基づく確率均質化法を核としたシミュレーション法を確立した。球状多孔質材料、コーティング粒子分散型複合材料ならびに多孔質な生体海綿骨にそれぞれ適用し、マクロ特性の分散の予測、確率的感度解...

【工学】機械工学：確率重合メッシュ法／複合材料を含む研究件

【キーワード】マルチスケール法 / 確率均質化法 / モンテカルロ法 / サンプリング / 複合材料 (他16件)

【概要】工業材料や生体組織にみられる階層構造のマルチスケールモデリングにおいて、ミクロスケールの情報に含まれる不確かさ・ばらつきを考慮した確率的マルチスケール法の体系的な数理モデル記述法を見出し、その解法として一次漸近展開に基づく確率均質化法を核としたシミュレーション法を確立した。球状多孔質材料、コーティング粒子分散型複合材料ならびに多孔質な生体海綿骨にそれぞれ適用し、マクロ特性の分散の予測、確率的感度解...

【工学】機械工学：確率的シミュレーション／複合材料を含む研究件

❏確率的マルチフィジックス・マルチスケールモデリング法の提案と各種応用・妥当性確認(16H04239)

【キーワード】確率的シミュレーション / マルチフィジックスモデル / マルチスケールモデル / 複合材料 / 3D積層造形 (他12件)

【概要】繊維強化複合材料と3D積層造形品を主たる対象として、製造に起因するばらつき・不確かさを考慮し、材料特性予測や製造プロセス設計に役立つ確率的有限要素解析手法を開発した。複合材料のミクロ構造における不均質性が考慮できるマルチスケール問題、および、製造プロセスにおけるマルチフィジックス問題に焦点を当て、不確かさの要因分析、感度解析、不確かさの伝播の解析に有用な確率的モデリング・非線形シミュレーション法を...

【工学】機械工学：インテリジェント／複合材料を含む研究件

【キーワード】インテリジェント化 / 複合材料 / アクチュエータ / マトリックスき裂 / CFRP (他12件)

【概要】前年度において,一液性熱硬化型のエポキシ樹脂を熱により作動するカプセル内に封入して,貼付補修用アクチュエータとする手法を提案し,接着剤の軟化,放出,硬化を行うアクチュエータとしての動作確認を行い,予めコンクリート中に埋め込んでおいた接着カプセル封入アクチュエータを熱により作動させ,コンクリート表面に張り付けたCFRPのはく離の補修を行い,補修後の3点曲げ試験により補修が十分行われたことが確認できた...

【工学】機械工学：インテリジェント化／複合材料を含む研究件

【キーワード】インテリジェント化 / 複合材料 / アクチュエータ / マトリックスき裂 / CFRP (他12件)

【概要】前年度において,一液性熱硬化型のエポキシ樹脂を熱により作動するカプセル内に封入して,貼付補修用アクチュエータとする手法を提案し,接着剤の軟化,放出,硬化を行うアクチュエータとしての動作確認を行い,予めコンクリート中に埋め込んでおいた接着カプセル封入アクチュエータを熱により作動させ,コンクリート表面に張り付けたCFRPのはく離の補修を行い,補修後の3点曲げ試験により補修が十分行われたことが確認できた...

【工学】機械工学：欠陥同定／複合材料を含む研究件

【キーワード】階層型ニューラルネットワーク / 計算力学 / 破壊力学 / 傾斜機能材料 / 複合材料 (他11件)

【概要】非均質構造材料には、多様な要求に応えるために複数の素材を積層化、分散化、傾斜機能化によって組み合わせたいわゆる複合材と、均質構造材料を接着・接合・溶接した構造が含まれる。均質材と比較すると、これらに共通する特徴として、構成素材の物性値の差、混合比率、混合法が材料のマクロ性能(剛性、破壊強度、継ぎ手効率、振動特性、熱、電気特性など)を決定する制御パラメータとして加わることが挙げられる。このために、設...

【工学】機械工学：分子動力学解析／複合材料を含む研究件

【キーワード】カーボンナノチューブ / 黒鉛化処理 / ポリマー複合 / 分子動力学 / 強度評価 (他15件)

【概要】本研究ではCNT単体の優れた機械的特性が十分に発揮された革新的高強度CNT糸の創製を目的とし，乾式紡績法で作製した無撚CNT糸の高強度化を行った．糸を構成するCNT単体の強度評価および分子動力学解析によるCNT間相互作用力の評価によって，CNT糸の高強度化にはCNT単体の高強度化とCNT間の荷重伝達効率の向上が必要であることを明らかにした．また，それに基づいて黒鉛化処理によるCNTの高純度化，CN...

【工学】機械工学：熱可塑性CFRP ／複合材料を含む研究件

【キーワード】非破壊検査 / 複合材料 / 熱可塑性CFRP / 融着・溶着 / 渦電流試験 (他12件)

【概要】熱可塑性CFRPの融着装置に埋め込み可能な渦電流検査シートを開発した．検査シートは励磁コイルと複数の検出コイルからなり，励磁コイルに電圧を印加することで試験片を加熱する．融着不良が存在すると，その箇所の温度分布が変化する．一方，材料の導電率は温度によって変化することから，融着不良が存在すると導電率の分布が生じる．この導電率の変化を検出コイルで検出することで，融着不良の有無を判定するとともに，発生箇...

【工学】機械工学：熱処理シミュレーション／複合材料を含む研究件

❏確率的マルチフィジックス・マルチスケールモデリング法の提案と各種応用・妥当性確認(16H04239)

【キーワード】確率的シミュレーション / マルチフィジックスモデル / マルチスケールモデル / 複合材料 / 3D積層造形 (他12件)

【概要】繊維強化複合材料と3D積層造形品を主たる対象として、製造に起因するばらつき・不確かさを考慮し、材料特性予測や製造プロセス設計に役立つ確率的有限要素解析手法を開発した。複合材料のミクロ構造における不均質性が考慮できるマルチスケール問題、および、製造プロセスにおけるマルチフィジックス問題に焦点を当て、不確かさの要因分析、感度解析、不確かさの伝播の解析に有用な確率的モデリング・非線形シミュレーション法を...

【工学】機械工学：熱弾性応力測定法／複合材料を含む研究件

【概要】1.ポアソン比,縦弾性系数が異なる二つの材料を用いて,3層積層モデルによる複合材料の力学モデルを作製した.これの引張試験を行い,応力ーひずみ線図を得た.さらに部分片振り荷重の下で疲労試験を行なってSN曲線を得るとともに,試験片破断部を顕微鏡で観察し,破壊様式を論じた. 2.複合材料の力学モデルに荷重が作用するときのモデル内に生ずる応力の数値解析を行った.局所的に見ると複合材料内部において材料の縦弾...

【工学】機械工学：繊維強度低下／複合材料を含む研究件

【概要】本研究では水環境下におけるGFRPの耐久性の評価ならびに寿命の予測法を提案した.平織Eガラスクロスを強化繊維に,ビニルエステル樹脂を母材に用いてGFRPを作成し,純水中および大気中において定荷重引張試験を行った.GFRP は純水中にてのみ破断し,荷重および試験温度の上昇とともに破断時間は短くなった.また試験中のGFRPに蓄積されるエネルギおよび劣化による破壊基準の低下を考慮して破断時間を予測し,実...

【工学】機械工学：繊維破断／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / 構造キャパシタ / ３Ｄプリンタ / 自己センシング / CFRP (他16件)

【概要】高価な炭素繊維強化複合材料を一般構造に適用するため，構造以外の蓄電機能を持たせる構造キャパシタを開発する．本研究ではサンドイッチ構造のコア部分にキャパシタを内蔵するサンドイッチ構造キャパシタを提案した．フォームコアでは電解液の漏洩が発生するため，３Ｄプリンタで作成したスナップイン構造を用いることにした．スナップイン構造のコア内部に防水処理をしたキャパシタを設置することで蓄電機能目標を達成した．３点...

【工学】機械工学：CNT単体強度評価／複合材料を含む研究件

【キーワード】カーボンナノチューブ / 黒鉛化処理 / ポリマー複合 / 分子動力学 / 強度評価 (他15件)

【概要】本研究ではCNT単体の優れた機械的特性が十分に発揮された革新的高強度CNT糸の創製を目的とし，乾式紡績法で作製した無撚CNT糸の高強度化を行った．糸を構成するCNT単体の強度評価および分子動力学解析によるCNT間相互作用力の評価によって，CNT糸の高強度化にはCNT単体の高強度化とCNT間の荷重伝達効率の向上が必要であることを明らかにした．また，それに基づいて黒鉛化処理によるCNTの高純度化，CN...

【工学】機械工学：簡略化モデル／複合材料を含む研究件

【キーワード】階層型ニューラルネットワーク / 計算力学 / 破壊力学 / 傾斜機能材料 / 複合材料 (他11件)

【概要】非均質構造材料には、多様な要求に応えるために複数の素材を積層化、分散化、傾斜機能化によって組み合わせたいわゆる複合材と、均質構造材料を接着・接合・溶接した構造が含まれる。均質材と比較すると、これらに共通する特徴として、構成素材の物性値の差、混合比率、混合法が材料のマクロ性能(剛性、破壊強度、継ぎ手効率、振動特性、熱、電気特性など)を決定する制御パラメータとして加わることが挙げられる。このために、設...

【工学】機械工学：編物複合材料／複合材料を含む研究件

【概要】メゾ構造を「さらにミクロな基本構造を含む複合構造」と定義し,編物複合材料の繊維束に注目したメゾ構造モデルを作成した.切欠付き平板およびリブ付きパネルの階層モデリング手法に基づく応力解析を行い,提案するメゾ的見地に立ったシミュレーション技法の妥当性を検証した.メゾ構造中に生じる応力の評価において,高い解析精度が得られることが確かめられた.ここで用いた有限要素重ね合わせ法をさらに発展させ,周期的不均質...

【工学】機械工学：長期信頼性／複合材料を含む研究件

【概要】本研究では水環境下におけるGFRPの耐久性の評価ならびに寿命の予測法を提案した.平織Eガラスクロスを強化繊維に,ビニルエステル樹脂を母材に用いてGFRPを作成し,純水中および大気中において定荷重引張試験を行った.GFRP は純水中にてのみ破断し,荷重および試験温度の上昇とともに破断時間は短くなった.また試験中のGFRPに蓄積されるエネルギおよび劣化による破壊基準の低下を考慮して破断時間を予測し,実...

【工学】機械工学：DCアークジェット／複合材料を含む研究件

【概要】昨年までの原子状酸素照射実験の結果、試験片の質量損失は照射時間にほぼ比例することが分かった。また、試験片表面の温度が劣化に深くかかわっていることが分かった。これらの結果を踏まえて、今年度は、より原子状酸素の照射速度を高めるためDCアークジェットの改良型を試作した。これを、超高真空状態を実現可能なスペースチャンバ内に設置し、3種類の試験片(グラファイト、C/C、Si-CC)について照射実験を行った。...

【工学】機械工学：相似形状依存性／複合材料を含む研究件

【概要】本研究では,静荷重に対する評価手法に基づき,塑性関節における動的効果を実験的に求めることにより,薄肉管の衝撃軸圧潰特性を評価する手法を提案した.すなわち,塑性関節における動的効果にあらかじめ著者らによって行われた板材の衝撃三点曲げ試験の結果から得られた塑性関節における,曲げ角速度に対する全塑性曲げモーメントの構成式を用いた.そして,この解析結果と実験結果との比較を行うことにより,本解析法の妥当性を...

【工学】機械工学：低軌道／複合材料を含む研究件

【概要】昨年までの原子状酸素照射実験の結果、試験片の質量損失は照射時間にほぼ比例することが分かった。また、試験片表面の温度が劣化に深くかかわっていることが分かった。これらの結果を踏まえて、今年度は、より原子状酸素の照射速度を高めるためDCアークジェットの改良型を試作した。これを、超高真空状態を実現可能なスペースチャンバ内に設置し、3種類の試験片(グラファイト、C/C、Si-CC)について照射実験を行った。...

【工学】機械工学：渦電流試験／複合材料を含む研究件

【キーワード】非破壊検査 / 複合材料 / 熱可塑性CFRP / 融着・溶着 / 渦電流試験 (他12件)

【概要】熱可塑性CFRPの融着装置に埋め込み可能な渦電流検査シートを開発した．検査シートは励磁コイルと複数の検出コイルからなり，励磁コイルに電圧を印加することで試験片を加熱する．融着不良が存在すると，その箇所の温度分布が変化する．一方，材料の導電率は温度によって変化することから，融着不良が存在すると導電率の分布が生じる．この導電率の変化を検出コイルで検出することで，融着不良の有無を判定するとともに，発生箇...

【工学】機械工学：渦電流対象試験／複合材料を含む研究件

【キーワード】非破壊検査 / 複合材料 / 熱可塑性CFRP / 融着・溶着 / 渦電流試験 (他12件)

【概要】熱可塑性CFRPの融着装置に埋め込み可能な渦電流検査シートを開発した．検査シートは励磁コイルと複数の検出コイルからなり，励磁コイルに電圧を印加することで試験片を加熱する．融着不良が存在すると，その箇所の温度分布が変化する．一方，材料の導電率は温度によって変化することから，融着不良が存在すると導電率の分布が生じる．この導電率の変化を検出コイルで検出することで，融着不良の有無を判定するとともに，発生箇...

【工学】機械工学：渦電流探傷試験／複合材料を含む研究件

【キーワード】非破壊検査 / 複合材料 / 熱可塑性CFRP / 融着・溶着 / 渦電流試験 (他12件)

【概要】熱可塑性CFRPの融着装置に埋め込み可能な渦電流検査シートを開発した．検査シートは励磁コイルと複数の検出コイルからなり，励磁コイルに電圧を印加することで試験片を加熱する．融着不良が存在すると，その箇所の温度分布が変化する．一方，材料の導電率は温度によって変化することから，融着不良が存在すると導電率の分布が生じる．この導電率の変化を検出コイルで検出することで，融着不良の有無を判定するとともに，発生箇...

【工学】機械工学：渦電流探傷法／複合材料を含む研究件

【キーワード】非破壊検査 / 複合材料 / 熱可塑性CFRP / 融着・溶着 / 渦電流試験 (他12件)

【概要】熱可塑性CFRPの融着装置に埋め込み可能な渦電流検査シートを開発した．検査シートは励磁コイルと複数の検出コイルからなり，励磁コイルに電圧を印加することで試験片を加熱する．融着不良が存在すると，その箇所の温度分布が変化する．一方，材料の導電率は温度によって変化することから，融着不良が存在すると導電率の分布が生じる．この導電率の変化を検出コイルで検出することで，融着不良の有無を判定するとともに，発生箇...

【工学】機械工学：ポリマー複合／複合材料を含む研究件

【キーワード】カーボンナノチューブ / 黒鉛化処理 / ポリマー複合 / 分子動力学 / 強度評価 (他15件)

【概要】本研究ではCNT単体の優れた機械的特性が十分に発揮された革新的高強度CNT糸の創製を目的とし，乾式紡績法で作製した無撚CNT糸の高強度化を行った．糸を構成するCNT単体の強度評価および分子動力学解析によるCNT間相互作用力の評価によって，CNT糸の高強度化にはCNT単体の高強度化とCNT間の荷重伝達効率の向上が必要であることを明らかにした．また，それに基づいて黒鉛化処理によるCNTの高純度化，CN...

【工学】機械工学：発泡体／複合材料を含む研究件

【概要】メゾ構造を「さらにミクロな基本構造を含む複合構造」と定義し,編物複合材料の繊維束に注目したメゾ構造モデルを作成した.切欠付き平板およびリブ付きパネルの階層モデリング手法に基づく応力解析を行い,提案するメゾ的見地に立ったシミュレーション技法の妥当性を検証した.メゾ構造中に生じる応力の評価において,高い解析精度が得られることが確かめられた.ここで用いた有限要素重ね合わせ法をさらに発展させ,周期的不均質...

【工学】機械工学：損傷進展／複合材料を含む研究件

❏確率的マルチフィジックス・マルチスケールモデリング法の提案と各種応用・妥当性確認(16H04239)

【キーワード】確率的シミュレーション / マルチフィジックスモデル / マルチスケールモデル / 複合材料 / 3D積層造形 (他12件)

【概要】繊維強化複合材料と3D積層造形品を主たる対象として、製造に起因するばらつき・不確かさを考慮し、材料特性予測や製造プロセス設計に役立つ確率的有限要素解析手法を開発した。複合材料のミクロ構造における不均質性が考慮できるマルチスケール問題、および、製造プロセスにおけるマルチフィジックス問題に焦点を当て、不確かさの要因分析、感度解析、不確かさの伝播の解析に有用な確率的モデリング・非線形シミュレーション法を...

【工学】機械工学：深絞り／複合材料を含む研究件

【概要】メゾ構造を「さらにミクロな基本構造を含む複合構造」と定義し,編物複合材料の繊維束に注目したメゾ構造モデルを作成した.切欠付き平板およびリブ付きパネルの階層モデリング手法に基づく応力解析を行い,提案するメゾ的見地に立ったシミュレーション技法の妥当性を検証した.メゾ構造中に生じる応力の評価において,高い解析精度が得られることが確かめられた.ここで用いた有限要素重ね合わせ法をさらに発展させ,周期的不均質...

【工学】機械工学：気相成長法／複合材料を含む研究件

❏ＣＮＴ析出強化階層型複合材料の創成と界面評価および衝撃・疲労特性(24360048)

【キーワード】複合材料 / カーボンナノチューブ / 界面評価 / 気相成長法 / 材料強度

【概要】本研究では高分子基複合材料（PMC）へのカーボンナノチューブ（CNTs）導入方法として，複数種の無機系繊維表面へのCNTs析出方法の確立を行った．特に，触媒金属や析出条件の検討によって，一般にCNTs析出が困難とされる炭素繊維表面への短時間かつ均一なCNTs析出プロセスを確立した．また，マルチスケールの界面特性評価から複合材料の界面せん断特性向上へのCNTs析出の有効性を示した．さらに，CNTs析...

【工学】機械工学：マトリックスき裂／複合材料を含む研究件

【キーワード】インテリジェント化 / 複合材料 / アクチュエータ / マトリックスき裂 / CFRP (他12件)

【概要】前年度において,一液性熱硬化型のエポキシ樹脂を熱により作動するカプセル内に封入して,貼付補修用アクチュエータとする手法を提案し,接着剤の軟化,放出,硬化を行うアクチュエータとしての動作確認を行い,予めコンクリート中に埋め込んでおいた接着カプセル封入アクチュエータを熱により作動させ,コンクリート表面に張り付けたCFRPのはく離の補修を行い,補修後の3点曲げ試験により補修が十分行われたことが確認できた...

【工学】機械工学：マトリックス割れ／複合材料を含む研究件

【概要】炭素繊維などの導電性繊維で強化された複合材料(CFRP)において,成形時の硬化度や成形不良,使用時のひずみや負荷履歴,点検時の破壊・損傷などのモニタリングは,成形コスト削減,使用時の健全性保証,点検コスト・時間の削減に直結するため重要な技術であり,個々にセンシング技術が発達してきている.例えば,熱硬化性樹脂の硬化度は成形時に市販の誘電率センサーを使用することでモニタリングが可能であり,また負荷時の...

【工学】機械工学：マルチスケール法／複合材料を含む研究件

【キーワード】マルチスケール法 / 確率均質化法 / モンテカルロ法 / サンプリング / 複合材料 (他16件)

【概要】工業材料や生体組織にみられる階層構造のマルチスケールモデリングにおいて、ミクロスケールの情報に含まれる不確かさ・ばらつきを考慮した確率的マルチスケール法の体系的な数理モデル記述法を見出し、その解法として一次漸近展開に基づく確率均質化法を核としたシミュレーション法を確立した。球状多孔質材料、コーティング粒子分散型複合材料ならびに多孔質な生体海綿骨にそれぞれ適用し、マクロ特性の分散の予測、確率的感度解...

【工学】機械工学：マルチフィジックスモデル／複合材料を含む研究件

❏確率的マルチフィジックス・マルチスケールモデリング法の提案と各種応用・妥当性確認(16H04239)

【キーワード】確率的シミュレーション / マルチフィジックスモデル / マルチスケールモデル / 複合材料 / 3D積層造形 (他12件)

【概要】繊維強化複合材料と3D積層造形品を主たる対象として、製造に起因するばらつき・不確かさを考慮し、材料特性予測や製造プロセス設計に役立つ確率的有限要素解析手法を開発した。複合材料のミクロ構造における不均質性が考慮できるマルチスケール問題、および、製造プロセスにおけるマルチフィジックス問題に焦点を当て、不確かさの要因分析、感度解析、不確かさの伝播の解析に有用な確率的モデリング・非線形シミュレーション法を...

【工学】機械工学：電気ポテンシャル法／複合材料を含む研究件

❏電気抵抗変化による損傷検出知的CFRP構造の最適システム開発(08750102)

【研究期間】1996

【キーワード】複合材料 / 電気ポテンシャル法 / NDI / スマート構造 / 炭素繊維 (他6件)

【概要】CFRP積層板は優れた比剛性・比強度を有する反面,層間強度が著しく弱く,層間剥離が容易に発生・進展して圧縮剛性・強度が著しく低下する.層間剥離は目視による検査では発見しにくいため,CFRP積層板の信頼性低下の原因となっている.このため,層間剥離をリアルタイムに検出するスマート損傷検出システムが期待されている.電気ポテンシャル法は安価に内部の欠陥を発見・同定可能なため,金属材料で作成される構造物に適...

【工学】機械工学：ナノビーズ・ファイバー／複合材料を含む研究件

【キーワード】ナノファイバ / ポリマ / 複合材料 / エレクトロスピニング / 生分解 (他12件)

【概要】本研究では、ナノ・マイクロスケールの長繊維をうまく分散させた複合材料作製のための新しい手法を確立すること、および、その確立した新規手法を利用して新しい高機能性複合材料を作製することを目的とした。具体的には、エレクトロスピニング法を用いて、液体性状を有するポリマーやポリマー溶液に対してナノファイバーを噴射することで、母材となるポリマー内に作製したナノファイバーを分散させて複合化する新たな手法を確立し...

【工学】機械工学：電気抵抗変化／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / 構造キャパシタ / ３Ｄプリンタ / 自己センシング / CFRP (他16件)

【概要】高価な炭素繊維強化複合材料を一般構造に適用するため，構造以外の蓄電機能を持たせる構造キャパシタを開発する．本研究ではサンドイッチ構造のコア部分にキャパシタを内蔵するサンドイッチ構造キャパシタを提案した．フォームコアでは電解液の漏洩が発生するため，３Ｄプリンタで作成したスナップイン構造を用いることにした．スナップイン構造のコア内部に防水処理をしたキャパシタを設置することで蓄電機能目標を達成した．３点...

【概要】炭素繊維などの導電性繊維で強化された複合材料(CFRP)において,成形時の硬化度や成形不良,使用時のひずみや負荷履歴,点検時の破壊・損傷などのモニタリングは,成形コスト削減,使用時の健全性保証,点検コスト・時間の削減に直結するため重要な技術であり,個々にセンシング技術が発達してきている.例えば,熱硬化性樹脂の硬化度は成形時に市販の誘電率センサーを使用することでモニタリングが可能であり,また負荷時の...

【工学】機械工学：ミクロ構造設計／複合材料を含む研究件

【キーワード】マルチスケール法 / 確率均質化法 / モンテカルロ法 / サンプリング / 複合材料 (他16件)

【概要】工業材料や生体組織にみられる階層構造のマルチスケールモデリングにおいて、ミクロスケールの情報に含まれる不確かさ・ばらつきを考慮した確率的マルチスケール法の体系的な数理モデル記述法を見出し、その解法として一次漸近展開に基づく確率均質化法を核としたシミュレーション法を確立した。球状多孔質材料、コーティング粒子分散型複合材料ならびに多孔質な生体海綿骨にそれぞれ適用し、マクロ特性の分散の予測、確率的感度解...

【工学】機械工学：自己センシング／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / 構造キャパシタ / ３Ｄプリンタ / 自己センシング / CFRP (他16件)

【概要】高価な炭素繊維強化複合材料を一般構造に適用するため，構造以外の蓄電機能を持たせる構造キャパシタを開発する．本研究ではサンドイッチ構造のコア部分にキャパシタを内蔵するサンドイッチ構造キャパシタを提案した．フォームコアでは電解液の漏洩が発生するため，３Ｄプリンタで作成したスナップイン構造を用いることにした．スナップイン構造のコア内部に防水処理をしたキャパシタを設置することで蓄電機能目標を達成した．３点...

【工学】機械工学：ナノ分散／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / ナノコンポジット / 高強度化 / コーティング / ナノ分散 (他11件)

【概要】本研究では，従来の繊維強化プラスチックにナノ分散させたナノフィラーを加えることで，更なる高強度化，長寿命化，そして高機能化を図ることを目的として研究を遂行した。ナノフィラーを直接複合材料に混ぜ込む手法と，ナノ分散スラリーを調製し，それをコーティングさせる2つの手法を試みた。直接複合材料に混ぜ込むことで，ナノフィラーは繊維/樹脂界面の接着力を高め，複合材料を更に高強度化させる作用があることを見出した...

【工学】機械工学：構造キャパシタ／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / 構造キャパシタ / ３Ｄプリンタ / 自己センシング / CFRP (他16件)

【概要】高価な炭素繊維強化複合材料を一般構造に適用するため，構造以外の蓄電機能を持たせる構造キャパシタを開発する．本研究ではサンドイッチ構造のコア部分にキャパシタを内蔵するサンドイッチ構造キャパシタを提案した．フォームコアでは電解液の漏洩が発生するため，３Ｄプリンタで作成したスナップイン構造を用いることにした．スナップイン構造のコア内部に防水処理をしたキャパシタを設置することで蓄電機能目標を達成した．３点...

【工学】機械工学：モデル簡略化／複合材料を含む研究件

【キーワード】階層型ニューラルネットワーク / 計算力学 / 破壊力学 / 傾斜機能材料 / 複合材料 (他11件)

【概要】非均質構造材料には、多様な要求に応えるために複数の素材を積層化、分散化、傾斜機能化によって組み合わせたいわゆる複合材と、均質構造材料を接着・接合・溶接した構造が含まれる。均質材と比較すると、これらに共通する特徴として、構成素材の物性値の差、混合比率、混合法が材料のマクロ性能(剛性、破壊強度、継ぎ手効率、振動特性、熱、電気特性など)を決定する制御パラメータとして加わることが挙げられる。このために、設...

【工学】機械工学：融着／複合材料を含む研究件

【キーワード】非破壊検査 / 複合材料 / 熱可塑性CFRP / 融着・溶着 / 渦電流試験 (他12件)

【概要】熱可塑性CFRPの融着装置に埋め込み可能な渦電流検査シートを開発した．検査シートは励磁コイルと複数の検出コイルからなり，励磁コイルに電圧を印加することで試験片を加熱する．融着不良が存在すると，その箇所の温度分布が変化する．一方，材料の導電率は温度によって変化することから，融着不良が存在すると導電率の分布が生じる．この導電率の変化を検出コイルで検出することで，融着不良の有無を判定するとともに，発生箇...

【工学】機械工学：融着・溶着／複合材料を含む研究件

【キーワード】非破壊検査 / 複合材料 / 熱可塑性CFRP / 融着・溶着 / 渦電流試験 (他12件)

【概要】熱可塑性CFRPの融着装置に埋め込み可能な渦電流検査シートを開発した．検査シートは励磁コイルと複数の検出コイルからなり，励磁コイルに電圧を印加することで試験片を加熱する．融着不良が存在すると，その箇所の温度分布が変化する．一方，材料の導電率は温度によって変化することから，融着不良が存在すると導電率の分布が生じる．この導電率の変化を検出コイルで検出することで，融着不良の有無を判定するとともに，発生箇...

【工学】機械工学：融着不良／複合材料を含む研究件

【キーワード】非破壊検査 / 複合材料 / 熱可塑性CFRP / 融着・溶着 / 渦電流試験 (他12件)

【概要】熱可塑性CFRPの融着装置に埋め込み可能な渦電流検査シートを開発した．検査シートは励磁コイルと複数の検出コイルからなり，励磁コイルに電圧を印加することで試験片を加熱する．融着不良が存在すると，その箇所の温度分布が変化する．一方，材料の導電率は温度によって変化することから，融着不良が存在すると導電率の分布が生じる．この導電率の変化を検出コイルで検出することで，融着不良の有無を判定するとともに，発生箇...

【工学】機械工学：溶接材料／複合材料を含む研究件

【キーワード】階層型ニューラルネットワーク / 計算力学 / 破壊力学 / 傾斜機能材料 / 複合材料 (他11件)

【概要】非均質構造材料には、多様な要求に応えるために複数の素材を積層化、分散化、傾斜機能化によって組み合わせたいわゆる複合材と、均質構造材料を接着・接合・溶接した構造が含まれる。均質材と比較すると、これらに共通する特徴として、構成素材の物性値の差、混合比率、混合法が材料のマクロ性能(剛性、破壊強度、継ぎ手効率、振動特性、熱、電気特性など)を決定する制御パラメータとして加わることが挙げられる。このために、設...

【工学】機械工学：溶融混練／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / ナノコンポジット / 高強度化 / コーティング / ナノ分散 (他11件)

【概要】本研究では，従来の繊維強化プラスチックにナノ分散させたナノフィラーを加えることで，更なる高強度化，長寿命化，そして高機能化を図ることを目的として研究を遂行した。ナノフィラーを直接複合材料に混ぜ込む手法と，ナノ分散スラリーを調製し，それをコーティングさせる2つの手法を試みた。直接複合材料に混ぜ込むことで，ナノフィラーは繊維/樹脂界面の接着力を高め，複合材料を更に高強度化させる作用があることを見出した...

【工学】機械工学：高機能性／複合材料を含む研究件

【キーワード】ナノファイバ / ポリマ / 複合材料 / エレクトロスピニング / 生分解 (他12件)

【概要】本研究では、ナノ・マイクロスケールの長繊維をうまく分散させた複合材料作製のための新しい手法を確立すること、および、その確立した新規手法を利用して新しい高機能性複合材料を作製することを目的とした。具体的には、エレクトロスピニング法を用いて、液体性状を有するポリマーやポリマー溶液に対してナノファイバーを噴射することで、母材となるポリマー内に作製したナノファイバーを分散させて複合化する新たな手法を確立し...

【工学】機械工学：サンプリング法／複合材料を含む研究件

【キーワード】マルチスケール法 / 確率均質化法 / モンテカルロ法 / サンプリング / 複合材料 (他16件)

【概要】工業材料や生体組織にみられる階層構造のマルチスケールモデリングにおいて、ミクロスケールの情報に含まれる不確かさ・ばらつきを考慮した確率的マルチスケール法の体系的な数理モデル記述法を見出し、その解法として一次漸近展開に基づく確率均質化法を核としたシミュレーション法を確立した。球状多孔質材料、コーティング粒子分散型複合材料ならびに多孔質な生体海綿骨にそれぞれ適用し、マクロ特性の分散の予測、確率的感度解...

【工学】機械工学：画像相関法／複合材料を含む研究件

【キーワード】マルチスケール法 / 確率均質化法 / モンテカルロ法 / サンプリング / 複合材料 (他16件)

【概要】工業材料や生体組織にみられる階層構造のマルチスケールモデリングにおいて、ミクロスケールの情報に含まれる不確かさ・ばらつきを考慮した確率的マルチスケール法の体系的な数理モデル記述法を見出し、その解法として一次漸近展開に基づく確率均質化法を核としたシミュレーション法を確立した。球状多孔質材料、コーティング粒子分散型複合材料ならびに多孔質な生体海綿骨にそれぞれ適用し、マクロ特性の分散の予測、確率的感度解...

【工学】機械工学：画像相関法ひずみ計測／複合材料を含む研究件

【キーワード】マルチスケール法 / 確率均質化法 / モンテカルロ法 / サンプリング / 複合材料 (他16件)

【概要】工業材料や生体組織にみられる階層構造のマルチスケールモデリングにおいて、ミクロスケールの情報に含まれる不確かさ・ばらつきを考慮した確率的マルチスケール法の体系的な数理モデル記述法を見出し、その解法として一次漸近展開に基づく確率均質化法を核としたシミュレーション法を確立した。球状多孔質材料、コーティング粒子分散型複合材料ならびに多孔質な生体海綿骨にそれぞれ適用し、マクロ特性の分散の予測、確率的感度解...

【工学】機械工学：落錘試験／複合材料を含む研究件

【概要】炭素繊維強化プラスチック積層板の強化繊維の炭素繊維をそのままセンサとして用いる自己損傷検知手法に熱変形の前後で電気抵抗を測定して差異を統計的に判定する手法を提案している.ジュール発熱を利用し,冷却過程でブロックごとの電気抵抗を測定し,電気抵抗変化の統計的関係の変化から,周囲との差異を検出する.この手法を衝撃荷重後の損傷,初期欠陥に適用し,実験的に検証した.また,電極損傷時にも有効に損傷の有無を検知...

【概要】本研究では,静荷重に対する評価手法に基づき,塑性関節における動的効果を実験的に求めることにより,薄肉管の衝撃軸圧潰特性を評価する手法を提案した.すなわち,塑性関節における動的効果にあらかじめ著者らによって行われた板材の衝撃三点曲げ試験の結果から得られた塑性関節における,曲げ角速度に対する全塑性曲げモーメントの構成式を用いた.そして,この解析結果と実験結果との比較を行うことにより,本解析法の妥当性を...

【工学】機械工学：粘弾性材料／複合材料を含む研究件

【概要】本研究では定常加振下の動的X線CT手法を構築し，材料内部の変形挙動を直接評価することで振動減衰のメカニズム解明に取り組む．減衰特性はエネルギーの散逸が発生した巨視的な結果として現れる．そのため，微粒子／ゴム界面状態，ひずみ分布を観察することでエネルギー散逸機構が明らかになれば，粘弾性材料に複合化する微粒子の形状，量や配向などの配合条件から所望の減衰特性を持つ制振材を設計できる．一般的にX線CTは対...

【工学】機械工学：ゴム材料／複合材料を含む研究件

【概要】本研究では定常加振下の動的X線CT手法を構築し，材料内部の変形挙動を直接評価することで振動減衰のメカニズム解明に取り組む．減衰特性はエネルギーの散逸が発生した巨視的な結果として現れる．そのため，微粒子／ゴム界面状態，ひずみ分布を観察することでエネルギー散逸機構が明らかになれば，粘弾性材料に複合化する微粒子の形状，量や配向などの配合条件から所望の減衰特性を持つ制振材を設計できる．一般的にX線CTは対...

【工学】機械工学：バンプ／複合材料を含む研究件

【概要】高度情報化社会の発展に伴い、LSI(大規模集積回路)のさらなる高密度化が求められている。LSIの高密度化を実現するには基板の高精度平坦化が必要不可欠ある。本研究では、単結晶ダイヤモンドバイトを用いた超精密切削技術によりLSI基板を高精度に平坦化する技術(プラナリゼーション)を確立させることを目的として研究を行っている。平成18年度では、主に以下の内容について研究を行った。 (1)傾斜切削実験工具...

【工学】機械工学：高張力鋼板／複合材料を含む研究件

【キーワード】材料モデル / 成形シミュレーション / 異方性 / 複合材料 / 破壊予測 (他14件)

【概要】本研究では，強い異方性を示す薄板材を用いた成形シミュレーションの精度向上および破壊予測精度向上を目的とした材料モデル構築を行い，複層鋼板およびアルミニウム合金板を用いた検証を行った．本モデルは異方性表現能力の向上を達成するために，降伏応力異方性と変形異方性を独立評価できる非関連流れ則に基づいた定式化が行われた．SUS304とSUS420J2からなる複層鋼板とアルミニウム合金板A6016-T6を用意...

【工学】機械工学：3次元局所分岐理論／複合材料を含む研究件

【キーワード】材料モデル / 成形シミュレーション / 異方性 / 複合材料 / 破壊予測 (他14件)

【概要】本研究では，強い異方性を示す薄板材を用いた成形シミュレーションの精度向上および破壊予測精度向上を目的とした材料モデル構築を行い，複層鋼板およびアルミニウム合金板を用いた検証を行った．本モデルは異方性表現能力の向上を達成するために，降伏応力異方性と変形異方性を独立評価できる非関連流れ則に基づいた定式化が行われた．SUS304とSUS420J2からなる複層鋼板とアルミニウム合金板A6016-T6を用意...

【工学】機械工学：複層鋼板／複合材料を含む研究件

【キーワード】材料モデル / 成形シミュレーション / 異方性 / 複合材料 / 破壊予測 (他14件)

【概要】本研究では，強い異方性を示す薄板材を用いた成形シミュレーションの精度向上および破壊予測精度向上を目的とした材料モデル構築を行い，複層鋼板およびアルミニウム合金板を用いた検証を行った．本モデルは異方性表現能力の向上を達成するために，降伏応力異方性と変形異方性を独立評価できる非関連流れ則に基づいた定式化が行われた．SUS304とSUS420J2からなる複層鋼板とアルミニウム合金板A6016-T6を用意...

【工学】機械工学：複層材料／複合材料を含む研究件

【キーワード】材料モデル / 成形シミュレーション / 異方性 / 複合材料 / 破壊予測 (他14件)

【概要】本研究では，強い異方性を示す薄板材を用いた成形シミュレーションの精度向上および破壊予測精度向上を目的とした材料モデル構築を行い，複層鋼板およびアルミニウム合金板を用いた検証を行った．本モデルは異方性表現能力の向上を達成するために，降伏応力異方性と変形異方性を独立評価できる非関連流れ則に基づいた定式化が行われた．SUS304とSUS420J2からなる複層鋼板とアルミニウム合金板A6016-T6を用意...

【工学】機械工学：赤外線焼結／複合材料を含む研究件

【キーワード】単結晶シリコン / 微粒子 / リチウムイオン電池 / 赤外線焼結 / 厚膜形成 (他16件)

【概要】近年，電気自動車などに用いられているリチウムイオン電池の高容量化が求められている．本研究では，シリコンウェハ製造時に大量に排出される廃シリコン粉末を再利用し，赤外線焼結による低コスト・高容量リチウムイオン電池のシリコン負極の創製を試みた．負極の強度と導電性を付加するために銅粒子やCNFを廃シリコン粉末に混合し赤外線焼結を行い，赤外線焼結条件が膜の特性に対する影響の評価を行った．その結果，本提案手法...

【工学】機械工学：切削加工／複合材料を含む研究件

【概要】高度情報化社会の発展に伴い、LSI(大規模集積回路)のさらなる高密度化が求められている。LSIの高密度化を実現するには基板の高精度平坦化が必要不可欠ある。本研究では、単結晶ダイヤモンドバイトを用いた超精密切削技術によりLSI基板を高精度に平坦化する技術(プラナリゼーション)を確立させることを目的として研究を行っている。平成18年度では、主に以下の内容について研究を行った。 (1)傾斜切削実験工具...

【工学】機械工学：ウエハ切断／複合材料を含む研究件

【キーワード】単結晶シリコン / 微粒子 / リチウムイオン電池 / 赤外線焼結 / 厚膜形成 (他16件)

【概要】近年，電気自動車などに用いられているリチウムイオン電池の高容量化が求められている．本研究では，シリコンウェハ製造時に大量に排出される廃シリコン粉末を再利用し，赤外線焼結による低コスト・高容量リチウムイオン電池のシリコン負極の創製を試みた．負極の強度と導電性を付加するために銅粒子やCNFを廃シリコン粉末に混合し赤外線焼結を行い，赤外線焼結条件が膜の特性に対する影響の評価を行った．その結果，本提案手法...

【工学】機械工学：プラナリゼーション／複合材料を含む研究件

【概要】高度情報化社会の発展に伴い、LSI(大規模集積回路)のさらなる高密度化が求められている。LSIの高密度化を実現するには基板の高精度平坦化が必要不可欠ある。本研究では、単結晶ダイヤモンドバイトを用いた超精密切削技術によりLSI基板を高精度に平坦化する技術(プラナリゼーション)を確立させることを目的として研究を行っている。平成18年度では、主に以下の内容について研究を行った。 (1)傾斜切削実験工具...

【工学】機械工学：平坦化／複合材料を含む研究件

【概要】高度情報化社会の発展に伴い、LSI(大規模集積回路)のさらなる高密度化が求められている。LSIの高密度化を実現するには基板の高精度平坦化が必要不可欠ある。本研究では、単結晶ダイヤモンドバイトを用いた超精密切削技術によりLSI基板を高精度に平坦化する技術(プラナリゼーション)を確立させることを目的として研究を行っている。平成18年度では、主に以下の内容について研究を行った。 (1)傾斜切削実験工具...

【工学】機械工学：厚膜形成／複合材料を含む研究件

【キーワード】単結晶シリコン / 微粒子 / リチウムイオン電池 / 赤外線焼結 / 厚膜形成 (他16件)

【概要】近年，電気自動車などに用いられているリチウムイオン電池の高容量化が求められている．本研究では，シリコンウェハ製造時に大量に排出される廃シリコン粉末を再利用し，赤外線焼結による低コスト・高容量リチウムイオン電池のシリコン負極の創製を試みた．負極の強度と導電性を付加するために銅粒子やCNFを廃シリコン粉末に混合し赤外線焼結を行い，赤外線焼結条件が膜の特性に対する影響の評価を行った．その結果，本提案手法...

【工学】機械工学：非関連流れ則／複合材料を含む研究件

【キーワード】材料モデル / 成形シミュレーション / 異方性 / 複合材料 / 破壊予測 (他14件)

【概要】本研究では，強い異方性を示す薄板材を用いた成形シミュレーションの精度向上および破壊予測精度向上を目的とした材料モデル構築を行い，複層鋼板およびアルミニウム合金板を用いた検証を行った．本モデルは異方性表現能力の向上を達成するために，降伏応力異方性と変形異方性を独立評価できる非関連流れ則に基づいた定式化が行われた．SUS304とSUS420J2からなる複層鋼板とアルミニウム合金板A6016-T6を用意...

【工学】機械工学：誘導加熱／複合材料を含む研究件

【キーワード】非破壊検査 / 複合材料 / 熱可塑性CFRP / 融着・溶着 / 渦電流試験 (他12件)

【概要】熱可塑性CFRPの融着装置に埋め込み可能な渦電流検査シートを開発した．検査シートは励磁コイルと複数の検出コイルからなり，励磁コイルに電圧を印加することで試験片を加熱する．融着不良が存在すると，その箇所の温度分布が変化する．一方，材料の導電率は温度によって変化することから，融着不良が存在すると導電率の分布が生じる．この導電率の変化を検出コイルで検出することで，融着不良の有無を判定するとともに，発生箇...

【工学】機械工学：知的構造／複合材料を含む研究件

【概要】CFRP積層板は層間強度が弱く,工具落下など面外からの弱い衝撃でも容易に層間にはく離が発生し,構造物の圧縮強度・圧縮剛性の大幅な低下を招く.そこで,層間はく離の検出は構造安全性保証の観点から非常に重要となる.このため,CFRP積層構造では稼働中もしくは保守点検時に非破壊的,自動的に容易に層間はく離を検出できる知的構造が望まれている.本研究では,強化繊維の炭素繊維をセンサとして使用する電気ポテンシャ...

【概要】炭素繊維複合材料のプリプレグシートの間にZnS半導体粉末からなる無機EL粉末を接着剤で硬化させた層を挟み,成形することで,層間にEL発光層が形成され,炭素繊維を電極として層間に50Hz200V程度の交流電圧をかけることで発光させることが可能となる.CFRPにマトリックス割れなどの損傷が生じるとそこからの漏洩光で損傷を発見することができる.本研究ではこのEL素子を利用した自己発光式損傷検出知的複合材...

【工学】機械工学：ソフトマテリアル／複合材料を含む研究件

【キーワード】タンパク質 / タンパク質材料 / ソフトマテリアル / 界面活性剤 / 分子集合 (他12件)

【概要】タンパク質は精緻な構造を持った機能性分子であり材料科学への広い応用が期待される。本研究では高タンパク質含有量(120-310mg/mL)の水と分離した液状材料を、タンパク質と陰イオン性および陽イオン性界面活性剤の単純な混合により開発した。この材料は、タンパク質と界面活性剤は静電相互作用により複合化し、その複合体が疎水相互作用によって会合するという階層的な構造を有する。界面活性剤の親水部が水を保持...

【工学】機械工学：ポーラス構造／複合材料を含む研究件

【キーワード】単結晶シリコン / 微粒子 / リチウムイオン電池 / 赤外線焼結 / 厚膜形成 (他16件)

【概要】近年，電気自動車などに用いられているリチウムイオン電池の高容量化が求められている．本研究では，シリコンウェハ製造時に大量に排出される廃シリコン粉末を再利用し，赤外線焼結による低コスト・高容量リチウムイオン電池のシリコン負極の創製を試みた．負極の強度と導電性を付加するために銅粒子やCNFを廃シリコン粉末に混合し赤外線焼結を行い，赤外線焼結条件が膜の特性に対する影響の評価を行った．その結果，本提案手法...

【工学】機械工学：炭素ナノチューブ／複合材料を含む研究件

❏高密度・高配向性単層カーボンナノチューブの複合材料化と特性評価(23760179)

【研究代表者】千足昇平東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (50434022)

【キーワード】単層カーボンナノチューブ / ポリマー / 複合材料 / 炭素ナノチューブ

【概要】ナノテクノジーの重要な材料の1つである単層カーボンナノチューブ（Single-Walled Carbon Nanotube，SWNT）の工学的応用に向け基板に対し垂直または水平に配向した構造を作製する技術を開発・検討した．直径，長さ，結晶性の高さなど個々のSWNT構造の制御だけでなく，配向性の向上や密度の制御，また配向メカニズムなどについて明らかにし，その物性の計測・分析を行った．さらにポリマーと...

【工学】機械工学：フォトアコースティック法／複合材料を含む研究件

【キーワード】傾斜機能材料 / 熱物性 / フォトアコースティック法 / 温度伝導率 / 複合材料 (他7件)

【概要】本研究では、傾斜機能材料(FGM)の熱物性値評価装置の開発の開発を目標として,フォトアコースティック法とフォトサーマル法の原理による測定方法の検討を行った。研究成果は以下のようにまとめられる。 1.フォトアコースティック法の測定理論をFGM測定用に拡張し,多層膜における表面温度のAC応答成分の理論解を求めた。 2.得られた温度応答の解から,FGM内部の熱物性値がどのように分布しているかを計算する逆...

【工学】機械工学：フォトサーマル法／複合材料を含む研究件

【キーワード】傾斜機能材料 / 熱物性 / フォトアコースティック法 / 温度伝導率 / 複合材料 (他7件)

【概要】本研究では、傾斜機能材料(FGM)の熱物性値評価装置の開発の開発を目標として,フォトアコースティック法とフォトサーマル法の原理による測定方法の検討を行った。研究成果は以下のようにまとめられる。 1.フォトアコースティック法の測定理論をFGM測定用に拡張し,多層膜における表面温度のAC応答成分の理論解を求めた。 2.得られた温度応答の解から,FGM内部の熱物性値がどのように分布しているかを計算する逆...

【工学】機械工学：排熱回収／複合材料を含む研究件

【キーワード】化学蓄熱 / ハイブリッド / 高温プロセス / 負荷平準化 / 排熱回収 (他18件)

【概要】酸化マグネシウム/水系を基とした化学蓄熱装置検討し高温プロセスシステムへのハイブリッド(複合)化を検討した。膨張化グラファイトと酸化マグネシウムを複合した化学蓄熱材を開発し熱天秤にて速度論的評価を行い、調製方法の最適化を進めた。材料を実用的なペレットに成形し、これを充填した化学蓄熱装置の性能を評価した。開発した蓄熱材料を有する化学蓄熱装置と高温プロセスとをハイブリッド化することでシステムの負荷平準...

【工学】機械工学：ポリアクリロニトリル／複合材料を含む研究件

【キーワード】カーボンナノチューブ / 黒鉛化処理 / ポリマー複合 / 分子動力学 / 強度評価 (他15件)

【概要】本研究ではCNT単体の優れた機械的特性が十分に発揮された革新的高強度CNT糸の創製を目的とし，乾式紡績法で作製した無撚CNT糸の高強度化を行った．糸を構成するCNT単体の強度評価および分子動力学解析によるCNT間相互作用力の評価によって，CNT糸の高強度化にはCNT単体の高強度化とCNT間の荷重伝達効率の向上が必要であることを明らかにした．また，それに基づいて黒鉛化処理によるCNTの高純度化，CN...

【工学】機械工学：成形限界／複合材料を含む研究件

【キーワード】材料モデル / 成形シミュレーション / 異方性 / 複合材料 / 破壊予測 (他14件)

【概要】本研究では，強い異方性を示す薄板材を用いた成形シミュレーションの精度向上および破壊予測精度向上を目的とした材料モデル構築を行い，複層鋼板およびアルミニウム合金板を用いた検証を行った．本モデルは異方性表現能力の向上を達成するために，降伏応力異方性と変形異方性を独立評価できる非関連流れ則に基づいた定式化が行われた．SUS304とSUS420J2からなる複層鋼板とアルミニウム合金板A6016-T6を用意...

【工学】機械工学：定量非破壊／複合材料を含む研究件

【キーワード】アコースティック・エミッション / 逆演算 / 定量非破壊 / マイクロクラック / 複合材料 (他12件)

【概要】アコースティック・エミッション(AE)変換子で検出した微視割れを、逆演算解析することにより動的に定量評価を行い、かつ超音波探傷子により微視割れ合体の大きさを同定する新しいタイプの非破壊評価機器を開発を行ない、金属、複合材料、セラミックスコーティングの非破壊評価を行った。超音波逆演算装置の開発では、検出されたAE信号V(t)の逆演算を行うことで、割れ体積D(t)を導出し、弾性論による円柱クラックモ...

【工学】機械工学：マイクロクラック／複合材料を含む研究件

【キーワード】アコースティック・エミッション / 逆演算 / 定量非破壊 / マイクロクラック / 複合材料 (他12件)

【概要】アコースティック・エミッション(AE)変換子で検出した微視割れを、逆演算解析することにより動的に定量評価を行い、かつ超音波探傷子により微視割れ合体の大きさを同定する新しいタイプの非破壊評価機器を開発を行ない、金属、複合材料、セラミックスコーティングの非破壊評価を行った。超音波逆演算装置の開発では、検出されたAE信号V(t)の逆演算を行うことで、割れ体積D(t)を導出し、弾性論による円柱クラックモ...

【工学】機械工学：逆演算／複合材料を含む研究件

【キーワード】アコースティック・エミッション / 逆演算 / 定量非破壊 / マイクロクラック / 複合材料 (他12件)

【概要】アコースティック・エミッション(AE)変換子で検出した微視割れを、逆演算解析することにより動的に定量評価を行い、かつ超音波探傷子により微視割れ合体の大きさを同定する新しいタイプの非破壊評価機器を開発を行ない、金属、複合材料、セラミックスコーティングの非破壊評価を行った。超音波逆演算装置の開発では、検出されたAE信号V(t)の逆演算を行うことで、割れ体積D(t)を導出し、弾性論による円柱クラックモ...

【工学】材料工学：会周波数依存性／複合材料を含む研究件

【概要】本研究はSiC/Al複合材料を1つの例とし金属系複合材料に於て最も大きな問題となるマトリックスの内部歪及び界面における化学的変化を電子顕微鏡のみならず構造敏感な性質である内部摩擦測定法を通じて計測しそれをキャラクタリゼーションの1つとして用いることを目的として行ったものである。実験方法としては周波数、温度に関して幅広いスペクトルを計測するため2つの装置を作製した。1つは10^<-5>〜...

【工学】材料工学：会振巾依存性／複合材料を含む研究件

【概要】本研究はSiC/Al複合材料を1つの例とし金属系複合材料に於て最も大きな問題となるマトリックスの内部歪及び界面における化学的変化を電子顕微鏡のみならず構造敏感な性質である内部摩擦測定法を通じて計測しそれをキャラクタリゼーションの1つとして用いることを目的として行ったものである。実験方法としては周波数、温度に関して幅広いスペクトルを計測するため2つの装置を作製した。1つは10^<-5>〜...

【工学】材料工学：会同温度依存性／複合材料を含む研究件

【概要】本研究はSiC/Al複合材料を1つの例とし金属系複合材料に於て最も大きな問題となるマトリックスの内部歪及び界面における化学的変化を電子顕微鏡のみならず構造敏感な性質である内部摩擦測定法を通じて計測しそれをキャラクタリゼーションの1つとして用いることを目的として行ったものである。実験方法としては周波数、温度に関して幅広いスペクトルを計測するため2つの装置を作製した。1つは10^<-5>〜...

【工学】材料工学：高力アルミニウム合金／複合材料を含む研究件

【キーワード】高圧凝固 / 複合材料 / 高力アルミニウム合金 / Al-Li合金 / Al-Li-Cu合金 (他13件)

【概要】高圧凝固プロセスにより作製した高力アルミニウム合金/Sicウィスカ複合材料、Al-Li系合金およびAl-Li合金/Sicウィスカ複合材料の特性、品質を組織的に評価し、その時効析出挙動について研究を行った。 Al-2.3%Li-0.2%Zr、Al-2.3%Li-2.8%Cu-0.2%Zr合金を50〜100MPaの高加圧力下で凝固させることにより、ボロシティおよびボイド等の欠陥のない健全な凝固組織が得...

【工学】材料工学：アルミニウムの複合材料／複合材料を含む研究件

【キーワード】高圧凝固 / 複合材料 / 高力アルミニウム合金 / Al-Li合金 / Al-Li-Cu合金 (他13件)

【概要】高圧凝固プロセスにより作製した高力アルミニウム合金/Sicウィスカ複合材料、Al-Li系合金およびAl-Li合金/Sicウィスカ複合材料の特性、品質を組織的に評価し、その時効析出挙動について研究を行った。 Al-2.3%Li-0.2%Zr、Al-2.3%Li-2.8%Cu-0.2%Zr合金を50〜100MPaの高加圧力下で凝固させることにより、ボロシティおよびボイド等の欠陥のない健全な凝固組織が得...

【工学】材料工学：アルミニウム複合材料／複合材料を含む研究件

【キーワード】急冷凝固 / Al-Fe-Zr合金 / 相分解 / 耐熱アルミニウム合金 / 複合材料 (他10件)

【概要】急冷凝固リボン・フレークの押出加工による固化およびSicウィスカープリフォームへのアルミニウム合金溶湯の高圧鋳造による高弾性・高耐熱性合金について研究した結果をまとめると以下のようになる. 1.単ロール法による急冷凝固A1-8WT%Fe合金の組織はα個溶体のデンドライトセル状であり, セル境界には準安定相のA1_6Fe粒子が微細に集合している. 急冷リボンを加熱すると, 微細A1_6Fe粒子の粗大...

【工学】材料工学：内部摩擦ピーク／複合材料を含む研究件

【概要】本研究はSiC/Al複合材料を1つの例とし金属系複合材料に於て最も大きな問題となるマトリックスの内部歪及び界面における化学的変化を電子顕微鏡のみならず構造敏感な性質である内部摩擦測定法を通じて計測しそれをキャラクタリゼーションの1つとして用いることを目的として行ったものである。実験方法としては周波数、温度に関して幅広いスペクトルを計測するため2つの装置を作製した。1つは10^<-5>〜...

【工学】材料工学：スクイーズキャスティング／複合材料を含む研究件

【キーワード】Al-Li合金 / Al-Mg合金 / スクイズキャスティング / 複合材料 / 界面反応 (他15件)

【概要】低密度、高強度、高弾性率を有する高性能アルミニウム合金材料の開発を目的として、SiCウイスカ強化Al-LiおよびAl-Mg合金複合材料についてスクイズキャステキング法による作製技術の確立と、組織制御における性能特性の関係を解明した。鋳造過程で、合金溶湯のSiCプリフォーム内への浸透経路に沿ってLi,Mg原子が捕獲され、欠乏する異常マクロ偏析現象を見出した。これはプリフォーム内に存在するSiO_2...

【工学】材料工学：A1 ／複合材料を含む研究件

【概要】本研究はSiC/Al複合材料を1つの例とし金属系複合材料に於て最も大きな問題となるマトリックスの内部歪及び界面における化学的変化を電子顕微鏡のみならず構造敏感な性質である内部摩擦測定法を通じて計測しそれをキャラクタリゼーションの1つとして用いることを目的として行ったものである。実験方法としては周波数、温度に関して幅広いスペクトルを計測するため2つの装置を作製した。1つは10^<-5>〜...

【工学】材料工学：複合析出／複合材料を含む研究件

【キーワード】Al-Li合金 / Al-Mg合金 / スクイズキャスティング / 複合材料 / 界面反応 (他15件)

【概要】低密度、高強度、高弾性率を有する高性能アルミニウム合金材料の開発を目的として、SiCウイスカ強化Al-LiおよびAl-Mg合金複合材料についてスクイズキャステキング法による作製技術の確立と、組織制御における性能特性の関係を解明した。鋳造過程で、合金溶湯のSiCプリフォーム内への浸透経路に沿ってLi,Mg原子が捕獲され、欠乏する異常マクロ偏析現象を見出した。これはプリフォーム内に存在するSiO_2...

【工学】材料工学：力学物性／複合材料を含む研究件

【キーワード】ナノファイバ / ポリマ / 複合材料 / エレクトロスピニング / 生分解 (他12件)

【概要】本研究では、ナノ・マイクロスケールの長繊維をうまく分散させた複合材料作製のための新しい手法を確立すること、および、その確立した新規手法を利用して新しい高機能性複合材料を作製することを目的とした。具体的には、エレクトロスピニング法を用いて、液体性状を有するポリマーやポリマー溶液に対してナノファイバーを噴射することで、母材となるポリマー内に作製したナノファイバーを分散させて複合化する新たな手法を確立し...

【工学】材料工学：Al-Cu-Mg合金／複合材料を含む研究件

【キーワード】高圧凝固 / 複合材料 / 高力アルミニウム合金 / Al-Li合金 / Al-Li-Cu合金 (他13件)

【概要】高圧凝固プロセスにより作製した高力アルミニウム合金/Sicウィスカ複合材料、Al-Li系合金およびAl-Li合金/Sicウィスカ複合材料の特性、品質を組織的に評価し、その時効析出挙動について研究を行った。 Al-2.3%Li-0.2%Zr、Al-2.3%Li-2.8%Cu-0.2%Zr合金を50〜100MPaの高加圧力下で凝固させることにより、ボロシティおよびボイド等の欠陥のない健全な凝固組織が得...

【工学】材料工学：Al-Fe-Ce-Zr合金／複合材料を含む研究件

【キーワード】急冷凝固 / Al-Fe-Zr合金 / 相分解 / 耐熱アルミニウム合金 / 複合材料 (他10件)

【概要】急冷凝固リボン・フレークの押出加工による固化およびSicウィスカープリフォームへのアルミニウム合金溶湯の高圧鋳造による高弾性・高耐熱性合金について研究した結果をまとめると以下のようになる. 1.単ロール法による急冷凝固A1-8WT%Fe合金の組織はα個溶体のデンドライトセル状であり, セル境界には準安定相のA1_6Fe粒子が微細に集合している. 急冷リボンを加熱すると, 微細A1_6Fe粒子の粗大...

【工学】材料工学：Al-Fe-Zr合金／複合材料を含む研究件

【キーワード】急冷凝固 / Al-Fe-Zr合金 / 相分解 / 耐熱アルミニウム合金 / 複合材料 (他10件)

【概要】急冷凝固リボン・フレークの押出加工による固化およびSicウィスカープリフォームへのアルミニウム合金溶湯の高圧鋳造による高弾性・高耐熱性合金について研究した結果をまとめると以下のようになる. 1.単ロール法による急冷凝固A1-8WT%Fe合金の組織はα個溶体のデンドライトセル状であり, セル境界には準安定相のA1_6Fe粒子が微細に集合している. 急冷リボンを加熱すると, 微細A1_6Fe粒子の粗大...

【工学】材料工学：Al-Li-Cu合金／複合材料を含む研究件

【キーワード】Al-Li合金 / Al-Mg合金 / スクイズキャスティング / 複合材料 / 界面反応 (他15件)

【概要】低密度、高強度、高弾性率を有する高性能アルミニウム合金材料の開発を目的として、SiCウイスカ強化Al-LiおよびAl-Mg合金複合材料についてスクイズキャステキング法による作製技術の確立と、組織制御における性能特性の関係を解明した。鋳造過程で、合金溶湯のSiCプリフォーム内への浸透経路に沿ってLi,Mg原子が捕獲され、欠乏する異常マクロ偏析現象を見出した。これはプリフォーム内に存在するSiO_2...

【キーワード】高圧凝固 / 複合材料 / 高力アルミニウム合金 / Al-Li合金 / Al-Li-Cu合金 (他13件)

【概要】高圧凝固プロセスにより作製した高力アルミニウム合金/Sicウィスカ複合材料、Al-Li系合金およびAl-Li合金/Sicウィスカ複合材料の特性、品質を組織的に評価し、その時効析出挙動について研究を行った。 Al-2.3%Li-0.2%Zr、Al-2.3%Li-2.8%Cu-0.2%Zr合金を50〜100MPaの高加圧力下で凝固させることにより、ボロシティおよびボイド等の欠陥のない健全な凝固組織が得...

【工学】材料工学：Al-Li合金／複合材料を含む研究件

【キーワード】Al-Li合金 / Al-Mg合金 / スクイズキャスティング / 複合材料 / 界面反応 (他15件)

【概要】低密度、高強度、高弾性率を有する高性能アルミニウム合金材料の開発を目的として、SiCウイスカ強化Al-LiおよびAl-Mg合金複合材料についてスクイズキャステキング法による作製技術の確立と、組織制御における性能特性の関係を解明した。鋳造過程で、合金溶湯のSiCプリフォーム内への浸透経路に沿ってLi,Mg原子が捕獲され、欠乏する異常マクロ偏析現象を見出した。これはプリフォーム内に存在するSiO_2...

【キーワード】高圧凝固 / 複合材料 / 高力アルミニウム合金 / Al-Li合金 / Al-Li-Cu合金 (他13件)

【概要】高圧凝固プロセスにより作製した高力アルミニウム合金/Sicウィスカ複合材料、Al-Li系合金およびAl-Li合金/Sicウィスカ複合材料の特性、品質を組織的に評価し、その時効析出挙動について研究を行った。 Al-2.3%Li-0.2%Zr、Al-2.3%Li-2.8%Cu-0.2%Zr合金を50〜100MPaの高加圧力下で凝固させることにより、ボロシティおよびボイド等の欠陥のない健全な凝固組織が得...

【工学】材料工学：Al-Mg合金／複合材料を含む研究件

【キーワード】Al-Li合金 / Al-Mg合金 / スクイズキャスティング / 複合材料 / 界面反応 (他15件)

【概要】低密度、高強度、高弾性率を有する高性能アルミニウム合金材料の開発を目的として、SiCウイスカ強化Al-LiおよびAl-Mg合金複合材料についてスクイズキャステキング法による作製技術の確立と、組織制御における性能特性の関係を解明した。鋳造過程で、合金溶湯のSiCプリフォーム内への浸透経路に沿ってLi,Mg原子が捕獲され、欠乏する異常マクロ偏析現象を見出した。これはプリフォーム内に存在するSiO_2...

【工学】材料工学：Al-Zn-Mg-Cu合金／複合材料を含む研究件

【キーワード】高圧凝固 / 複合材料 / 高力アルミニウム合金 / Al-Li合金 / Al-Li-Cu合金 (他13件)

【概要】高圧凝固プロセスにより作製した高力アルミニウム合金/Sicウィスカ複合材料、Al-Li系合金およびAl-Li合金/Sicウィスカ複合材料の特性、品質を組織的に評価し、その時効析出挙動について研究を行った。 Al-2.3%Li-0.2%Zr、Al-2.3%Li-2.8%Cu-0.2%Zr合金を50〜100MPaの高加圧力下で凝固させることにより、ボロシティおよびボイド等の欠陥のない健全な凝固組織が得...

【工学】材料工学：Al複合材料／複合材料を含む研究件

【概要】本研究はSiC/Al複合材料を1つの例とし金属系複合材料に於て最も大きな問題となるマトリックスの内部歪及び界面における化学的変化を電子顕微鏡のみならず構造敏感な性質である内部摩擦測定法を通じて計測しそれをキャラクタリゼーションの1つとして用いることを目的として行ったものである。実験方法としては周波数、温度に関して幅広いスペクトルを計測するため2つの装置を作製した。1つは10^<-5>〜...

【工学】材料工学：プリフォームワイヤ／複合材料を含む研究件

【概要】本研究はSiC/Al複合材料を1つの例とし金属系複合材料に於て最も大きな問題となるマトリックスの内部歪及び界面における化学的変化を電子顕微鏡のみならず構造敏感な性質である内部摩擦測定法を通じて計測しそれをキャラクタリゼーションの1つとして用いることを目的として行ったものである。実験方法としては周波数、温度に関して幅広いスペクトルを計測するため2つの装置を作製した。1つは10^<-5>〜...

【工学】材料工学：熱ラチェット変形／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / 傾斜機能材料 / 熱応力緩和 / 微視力学(マイクロメカニックス) / クリ-プ (他12件)

【概要】本研究は、耐熱構造材料として注目されているセラミックス-金属系多相材料について、セラミックス(主に繊維状または粒状の分散相)と金属(マトリックス相)熱膨張係数差に起因する熱応力の効果に着目し、微視力学的な観点から、高温変形および破壊の機構を明らかにしようとしたものである。特に、繰り返し加熱・冷却によって生じるラチェット変形(熱サイクル超塑性)に焦点をあてて、理論的および実験的な研究を行った。はじ...

【工学】材料工学：セミラックス／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / 傾斜機能材料 / 熱応力緩和 / 微視力学(マイクロメカニックス) / クリ-プ (他12件)

【概要】本研究は、耐熱構造材料として注目されているセラミックス-金属系多相材料について、セラミックス(主に繊維状または粒状の分散相)と金属(マトリックス相)熱膨張係数差に起因する熱応力の効果に着目し、微視力学的な観点から、高温変形および破壊の機構を明らかにしようとしたものである。特に、繰り返し加熱・冷却によって生じるラチェット変形(熱サイクル超塑性)に焦点をあてて、理論的および実験的な研究を行った。はじ...

【工学】材料工学：セラミクス-金属系／複合材料を含む研究件

❏セラミックス-金属系多相材料の熱・弾塑性応答(微視力学的解析システムとその機能検証)(03452254)

【概要】前年度に具体化した主な項目は,1)微視力学モデルに基づく弾塑性構成式の定式化,2)熱・弾塑性応答の数値解析ソフトウェア作成,3)局部加熱方式動的熱変形試験装置の設計・製作,4)クリープ効果の基礎的検討である。当該年度では、まず始めに上記1)に基づく2)のソフトウェアを用いて、平板状のZr3_2-Ni系傾斜組成制御体に関する一連の熱応力解析を実施した。特に上記3)との関連から、Ni相の塑性挙動を無視...

【工学】材料工学：PCS SiC繊維／複合材料を含む研究件

【概要】本研究はSiC/Al複合材料を1つの例とし金属系複合材料に於て最も大きな問題となるマトリックスの内部歪及び界面における化学的変化を電子顕微鏡のみならず構造敏感な性質である内部摩擦測定法を通じて計測しそれをキャラクタリゼーションの1つとして用いることを目的として行ったものである。実験方法としては周波数、温度に関して幅広いスペクトルを計測するため2つの装置を作製した。1つは10^<-5>〜...

【工学】材料工学：熱物性／複合材料を含む研究件

【キーワード】傾斜機能材料 / 熱物性 / フォトアコースティック法 / 温度伝導率 / 複合材料 (他7件)

【概要】本研究では、傾斜機能材料(FGM)の熱物性値評価装置の開発の開発を目標として,フォトアコースティック法とフォトサーマル法の原理による測定方法の検討を行った。研究成果は以下のようにまとめられる。 1.フォトアコースティック法の測定理論をFGM測定用に拡張し,多層膜における表面温度のAC応答成分の理論解を求めた。 2.得られた温度応答の解から,FGM内部の熱物性値がどのように分布しているかを計算する逆...

【工学】材料工学：破壊強度／複合材料を含む研究件

【概要】1.ポアソン比,縦弾性系数が異なる二つの材料を用いて,3層積層モデルによる複合材料の力学モデルを作製した.これの引張試験を行い,応力ーひずみ線図を得た.さらに部分片振り荷重の下で疲労試験を行なってSN曲線を得るとともに,試験片破断部を顕微鏡で観察し,破壊様式を論じた. 2.複合材料の力学モデルに荷重が作用するときのモデル内に生ずる応力の数値解析を行った.局所的に見ると複合材料内部において材料の縦弾...

【工学】材料工学：相分解／複合材料を含む研究件

【キーワード】急冷凝固 / Al-Fe-Zr合金 / 相分解 / 耐熱アルミニウム合金 / 複合材料 (他10件)

【概要】急冷凝固リボン・フレークの押出加工による固化およびSicウィスカープリフォームへのアルミニウム合金溶湯の高圧鋳造による高弾性・高耐熱性合金について研究した結果をまとめると以下のようになる. 1.単ロール法による急冷凝固A1-8WT%Fe合金の組織はα個溶体のデンドライトセル状であり, セル境界には準安定相のA1_6Fe粒子が微細に集合している. 急冷リボンを加熱すると, 微細A1_6Fe粒子の粗大...

【工学】材料工学：方位依存性／複合材料を含む研究件

【概要】本研究はSiC/Al複合材料を1つの例とし金属系複合材料に於て最も大きな問題となるマトリックスの内部歪及び界面における化学的変化を電子顕微鏡のみならず構造敏感な性質である内部摩擦測定法を通じて計測しそれをキャラクタリゼーションの1つとして用いることを目的として行ったものである。実験方法としては周波数、温度に関して幅広いスペクトルを計測するため2つの装置を作製した。1つは10^<-5>〜...

【工学】材料工学：Sicウィスカ／複合材料を含む研究件

【キーワード】Al-Li合金 / Al-Mg合金 / スクイズキャスティング / 複合材料 / 界面反応 (他15件)

【概要】低密度、高強度、高弾性率を有する高性能アルミニウム合金材料の開発を目的として、SiCウイスカ強化Al-LiおよびAl-Mg合金複合材料についてスクイズキャステキング法による作製技術の確立と、組織制御における性能特性の関係を解明した。鋳造過程で、合金溶湯のSiCプリフォーム内への浸透経路に沿ってLi,Mg原子が捕獲され、欠乏する異常マクロ偏析現象を見出した。これはプリフォーム内に存在するSiO_2...

【キーワード】高圧凝固 / 複合材料 / 高力アルミニウム合金 / Al-Li合金 / Al-Li-Cu合金 (他13件)

【概要】高圧凝固プロセスにより作製した高力アルミニウム合金/Sicウィスカ複合材料、Al-Li系合金およびAl-Li合金/Sicウィスカ複合材料の特性、品質を組織的に評価し、その時効析出挙動について研究を行った。 Al-2.3%Li-0.2%Zr、Al-2.3%Li-2.8%Cu-0.2%Zr合金を50〜100MPaの高加圧力下で凝固させることにより、ボロシティおよびボイド等の欠陥のない健全な凝固組織が得...

【工学】材料工学：SiCウィスカ@アルミニウム複合材料／複合材料を含む研究件

【キーワード】高圧凝固 / 複合材料 / 高力アルミニウム合金 / Al-Li合金 / Al-Li-Cu合金 (他13件)

【概要】高圧凝固プロセスにより作製した高力アルミニウム合金/Sicウィスカ複合材料、Al-Li系合金およびAl-Li合金/Sicウィスカ複合材料の特性、品質を組織的に評価し、その時効析出挙動について研究を行った。 Al-2.3%Li-0.2%Zr、Al-2.3%Li-2.8%Cu-0.2%Zr合金を50〜100MPaの高加圧力下で凝固させることにより、ボロシティおよびボイド等の欠陥のない健全な凝固組織が得...

【工学】材料工学：Sicウィスカー／複合材料を含む研究件

【キーワード】Al-Li合金 / Al-Mg合金 / スクイズキャスティング / 複合材料 / 界面反応 (他15件)

【概要】低密度、高強度、高弾性率を有する高性能アルミニウム合金材料の開発を目的として、SiCウイスカ強化Al-LiおよびAl-Mg合金複合材料についてスクイズキャステキング法による作製技術の確立と、組織制御における性能特性の関係を解明した。鋳造過程で、合金溶湯のSiCプリフォーム内への浸透経路に沿ってLi,Mg原子が捕獲され、欠乏する異常マクロ偏析現象を見出した。これはプリフォーム内に存在するSiO_2...

【キーワード】急冷凝固 / Al-Fe-Zr合金 / 相分解 / 耐熱アルミニウム合金 / 複合材料 (他10件)

【概要】急冷凝固リボン・フレークの押出加工による固化およびSicウィスカープリフォームへのアルミニウム合金溶湯の高圧鋳造による高弾性・高耐熱性合金について研究した結果をまとめると以下のようになる. 1.単ロール法による急冷凝固A1-8WT%Fe合金の組織はα個溶体のデンドライトセル状であり, セル境界には準安定相のA1_6Fe粒子が微細に集合している. 急冷リボンを加熱すると, 微細A1_6Fe粒子の粗大...

【工学】材料工学：電顕観察／複合材料を含む研究件

【概要】本研究はSiC/Al複合材料を1つの例とし金属系複合材料に於て最も大きな問題となるマトリックスの内部歪及び界面における化学的変化を電子顕微鏡のみならず構造敏感な性質である内部摩擦測定法を通じて計測しそれをキャラクタリゼーションの1つとして用いることを目的として行ったものである。実験方法としては周波数、温度に関して幅広いスペクトルを計測するため2つの装置を作製した。1つは10^<-5>〜...

【工学】材料工学：耐熱アルミニウム合金／複合材料を含む研究件

【キーワード】急冷凝固 / Al-Fe-Zr合金 / 相分解 / 耐熱アルミニウム合金 / 複合材料 (他10件)

【概要】急冷凝固リボン・フレークの押出加工による固化およびSicウィスカープリフォームへのアルミニウム合金溶湯の高圧鋳造による高弾性・高耐熱性合金について研究した結果をまとめると以下のようになる. 1.単ロール法による急冷凝固A1-8WT%Fe合金の組織はα個溶体のデンドライトセル状であり, セル境界には準安定相のA1_6Fe粒子が微細に集合している. 急冷リボンを加熱すると, 微細A1_6Fe粒子の粗大...

【工学】材料工学：共晶合金／複合材料を含む研究件

【概要】本継続年度の当初研究実施計画として下記の項目を予定した: 1.NiーWーMo系を対象とし、a)γーαー変系共晶組成の探査、b)最適一方向凝固条件の把握、c)室温〜1100℃の温度域における一方向凝固材の引張試験による強度評価、および 2.折出β相を対象とし、a)折出強化機構の理論的考察の実験的探究、b)β相の溶解・折出に伴う寸法変化の測定、が主な項目である。これらの項目別に研究成果の概要を述べる...

【工学】材料工学：強制固溶体／複合材料を含む研究件

【キーワード】急冷凝固 / Al-Fe-Zr合金 / 相分解 / 耐熱アルミニウム合金 / 複合材料 (他10件)

【概要】急冷凝固リボン・フレークの押出加工による固化およびSicウィスカープリフォームへのアルミニウム合金溶湯の高圧鋳造による高弾性・高耐熱性合金について研究した結果をまとめると以下のようになる. 1.単ロール法による急冷凝固A1-8WT%Fe合金の組織はα個溶体のデンドライトセル状であり, セル境界には準安定相のA1_6Fe粒子が微細に集合している. 急冷リボンを加熱すると, 微細A1_6Fe粒子の粗大...

【工学】材料工学：高圧凝固／複合材料を含む研究件

【キーワード】Al-Li合金 / Al-Mg合金 / スクイズキャスティング / 複合材料 / 界面反応 (他15件)

【概要】低密度、高強度、高弾性率を有する高性能アルミニウム合金材料の開発を目的として、SiCウイスカ強化Al-LiおよびAl-Mg合金複合材料についてスクイズキャステキング法による作製技術の確立と、組織制御における性能特性の関係を解明した。鋳造過程で、合金溶湯のSiCプリフォーム内への浸透経路に沿ってLi,Mg原子が捕獲され、欠乏する異常マクロ偏析現象を見出した。これはプリフォーム内に存在するSiO_2...

【キーワード】高圧凝固 / 複合材料 / 高力アルミニウム合金 / Al-Li合金 / Al-Li-Cu合金 (他13件)

【概要】高圧凝固プロセスにより作製した高力アルミニウム合金/Sicウィスカ複合材料、Al-Li系合金およびAl-Li合金/Sicウィスカ複合材料の特性、品質を組織的に評価し、その時効析出挙動について研究を行った。 Al-2.3%Li-0.2%Zr、Al-2.3%Li-2.8%Cu-0.2%Zr合金を50〜100MPaの高加圧力下で凝固させることにより、ボロシティおよびボイド等の欠陥のない健全な凝固組織が得...

【工学】材料工学：高圧鋳造時効析出／複合材料を含む研究件

【キーワード】高圧凝固 / 複合材料 / 高力アルミニウム合金 / Al-Li合金 / Al-Li-Cu合金 (他13件)

【概要】高圧凝固プロセスにより作製した高力アルミニウム合金/Sicウィスカ複合材料、Al-Li系合金およびAl-Li合金/Sicウィスカ複合材料の特性、品質を組織的に評価し、その時効析出挙動について研究を行った。 Al-2.3%Li-0.2%Zr、Al-2.3%Li-2.8%Cu-0.2%Zr合金を50〜100MPaの高加圧力下で凝固させることにより、ボロシティおよびボイド等の欠陥のない健全な凝固組織が得...

【工学】材料工学：凝固組織／複合材料を含む研究件

【キーワード】Al-Li合金 / Al-Mg合金 / スクイズキャスティング / 複合材料 / 界面反応 (他15件)

【概要】低密度、高強度、高弾性率を有する高性能アルミニウム合金材料の開発を目的として、SiCウイスカ強化Al-LiおよびAl-Mg合金複合材料についてスクイズキャステキング法による作製技術の確立と、組織制御における性能特性の関係を解明した。鋳造過程で、合金溶湯のSiCプリフォーム内への浸透経路に沿ってLi,Mg原子が捕獲され、欠乏する異常マクロ偏析現象を見出した。これはプリフォーム内に存在するSiO_2...

【工学】材料工学：ラチェット変形／複合材料を含む研究件

❏セラミックス-金属系多相材料の熱・弾塑性応答(微視力学的解析システムとその機能検証)(03452254)

【概要】前年度に具体化した主な項目は,1)微視力学モデルに基づく弾塑性構成式の定式化,2)熱・弾塑性応答の数値解析ソフトウェア作成,3)局部加熱方式動的熱変形試験装置の設計・製作,4)クリープ効果の基礎的検討である。当該年度では、まず始めに上記1)に基づく2)のソフトウェアを用いて、平板状のZr3_2-Ni系傾斜組成制御体に関する一連の熱応力解析を実施した。特に上記3)との関連から、Ni相の塑性挙動を無視...

【工学】材料工学：1パス強加工／複合材料を含む研究件

【キーワード】超強加工 / 超微細粒鉄鋼材料 / 複合材料 / カーボンナノチューブ / 押出し加工 (他27件)

【概要】本研究では、1パス超強加工として、1パスで90%以上の圧下を与えることができる、ガラスを潤滑材とした押出しに着目する。1パス超強加工である押出しによるスーパーファイン機能創成の研究は過去に無い。スーパーファイン機能とは、構造材料については高い機械的特性を意味する。強度、伸び、じん性などの機械的特性は内部構造敏感な性質である。そこで、スーパーファインな内部構造を、超強加工を利用して一発創成し、機械的...

【工学】材料工学：スーパーファイン／複合材料を含む研究件

【キーワード】超強加工 / 超微細粒鉄鋼材料 / 複合材料 / カーボンナノチューブ / 押出し加工 (他27件)

【概要】本研究では、1パス超強加工として、1パスで90%以上の圧下を与えることができる、ガラスを潤滑材とした押出しに着目する。1パス超強加工である押出しによるスーパーファイン機能創成の研究は過去に無い。スーパーファイン機能とは、構造材料については高い機械的特性を意味する。強度、伸び、じん性などの機械的特性は内部構造敏感な性質である。そこで、スーパーファインな内部構造を、超強加工を利用して一発創成し、機械的...

【工学】材料工学：内部組織変化／複合材料を含む研究件

【キーワード】超強加工 / 超微細粒鉄鋼材料 / 複合材料 / カーボンナノチューブ / 押出し加工 (他27件)

【概要】本研究では、1パス超強加工として、1パスで90%以上の圧下を与えることができる、ガラスを潤滑材とした押出しに着目する。1パス超強加工である押出しによるスーパーファイン機能創成の研究は過去に無い。スーパーファイン機能とは、構造材料については高い機械的特性を意味する。強度、伸び、じん性などの機械的特性は内部構造敏感な性質である。そこで、スーパーファインな内部構造を、超強加工を利用して一発創成し、機械的...

【工学】材料工学：フェライト組織／複合材料を含む研究件

【キーワード】超強加工 / 超微細粒鉄鋼材料 / 複合材料 / カーボンナノチューブ / 押出し加工 (他27件)

【概要】本研究では、1パス超強加工として、1パスで90%以上の圧下を与えることができる、ガラスを潤滑材とした押出しに着目する。1パス超強加工である押出しによるスーパーファイン機能創成の研究は過去に無い。スーパーファイン機能とは、構造材料については高い機械的特性を意味する。強度、伸び、じん性などの機械的特性は内部構造敏感な性質である。そこで、スーパーファインな内部構造を、超強加工を利用して一発創成し、機械的...

【工学】材料工学：フェライト組織微細化／複合材料を含む研究件

【キーワード】超強加工 / 超微細粒鉄鋼材料 / 複合材料 / カーボンナノチューブ / 押出し加工 (他27件)

【概要】本研究では、1パス超強加工として、1パスで90%以上の圧下を与えることができる、ガラスを潤滑材とした押出しに着目する。1パス超強加工である押出しによるスーパーファイン機能創成の研究は過去に無い。スーパーファイン機能とは、構造材料については高い機械的特性を意味する。強度、伸び、じん性などの機械的特性は内部構造敏感な性質である。そこで、スーパーファインな内部構造を、超強加工を利用して一発創成し、機械的...

【工学】材料工学：準安定相／複合材料を含む研究件

【キーワード】急冷凝固 / Al-Fe-Zr合金 / 相分解 / 耐熱アルミニウム合金 / 複合材料 (他10件)

【概要】急冷凝固リボン・フレークの押出加工による固化およびSicウィスカープリフォームへのアルミニウム合金溶湯の高圧鋳造による高弾性・高耐熱性合金について研究した結果をまとめると以下のようになる. 1.単ロール法による急冷凝固A1-8WT%Fe合金の組織はα個溶体のデンドライトセル状であり, セル境界には準安定相のA1_6Fe粒子が微細に集合している. 急冷リボンを加熱すると, 微細A1_6Fe粒子の粗大...

【工学】材料工学：ARB法／複合材料を含む研究件

【キーワード】超強加工 / 超微細粒鉄鋼材料 / 複合材料 / カーボンナノチューブ / 押出し加工 (他27件)

【概要】本研究では、1パス超強加工として、1パスで90%以上の圧下を与えることができる、ガラスを潤滑材とした押出しに着目する。1パス超強加工である押出しによるスーパーファイン機能創成の研究は過去に無い。スーパーファイン機能とは、構造材料については高い機械的特性を意味する。強度、伸び、じん性などの機械的特性は内部構造敏感な性質である。そこで、スーパーファインな内部構造を、超強加工を利用して一発創成し、機械的...

【工学】材料工学：冷間圧縮試験／複合材料を含む研究件

【キーワード】超強加工 / 超微細粒鉄鋼材料 / 複合材料 / カーボンナノチューブ / 押出し加工 (他27件)

【概要】本研究では、1パス超強加工として、1パスで90%以上の圧下を与えることができる、ガラスを潤滑材とした押出しに着目する。1パス超強加工である押出しによるスーパーファイン機能創成の研究は過去に無い。スーパーファイン機能とは、構造材料については高い機械的特性を意味する。強度、伸び、じん性などの機械的特性は内部構造敏感な性質である。そこで、スーパーファインな内部構造を、超強加工を利用して一発創成し、機械的...

【工学】材料工学：冷間鍛造性／複合材料を含む研究件

【キーワード】超強加工 / 超微細粒鉄鋼材料 / 複合材料 / カーボンナノチューブ / 押出し加工 (他27件)

【概要】本研究では、1パス超強加工として、1パスで90%以上の圧下を与えることができる、ガラスを潤滑材とした押出しに着目する。1パス超強加工である押出しによるスーパーファイン機能創成の研究は過去に無い。スーパーファイン機能とは、構造材料については高い機械的特性を意味する。強度、伸び、じん性などの機械的特性は内部構造敏感な性質である。そこで、スーパーファインな内部構造を、超強加工を利用して一発創成し、機械的...

【工学】材料工学：AZ61 ／複合材料を含む研究件

【概要】Mg合金は,金属の中で最も軽量で高い比強度を有するが,常温成形性と耐食性が乏しい.本研究では,薄いAlフォイルでMg合金を包んだクラッド板の製造を検討し,Mg/Alクラッド板を300℃で圧延接合を試み,以下の知見を得た.Mg板とAlフォイルは,圧下率が30%で接着することが可能である.次に,パスごとに300℃で焼鈍を施すと,常温成形性は著しく改良された.さらにMg板とAlフォイルの間にTiフォイル...

【工学】材料工学：圧延／複合材料を含む研究件

【概要】Mg合金は,金属の中で最も軽量で高い比強度を有するが,常温成形性と耐食性が乏しい.本研究では,薄いAlフォイルでMg合金を包んだクラッド板の製造を検討し,Mg/Alクラッド板を300℃で圧延接合を試み,以下の知見を得た.Mg板とAlフォイルは,圧下率が30%で接着することが可能である.次に,パスごとに300℃で焼鈍を施すと,常温成形性は著しく改良された.さらにMg板とAlフォイルの間にTiフォイル...

【工学】材料工学：圧延接合／複合材料を含む研究件

【概要】Mg合金は,金属の中で最も軽量で高い比強度を有するが,常温成形性と耐食性が乏しい.本研究では,薄いAlフォイルでMg合金を包んだクラッド板の製造を検討し,Mg/Alクラッド板を300℃で圧延接合を試み,以下の知見を得た.Mg板とAlフォイルは,圧下率が30%で接着することが可能である.次に,パスごとに300℃で焼鈍を施すと,常温成形性は著しく改良された.さらにMg板とAlフォイルの間にTiフォイル...

【工学】材料工学：結晶粒微細化／複合材料を含む研究件

【キーワード】Al-Li合金 / Al-Mg合金 / スクイズキャスティング / 複合材料 / 界面反応 (他15件)

【概要】低密度、高強度、高弾性率を有する高性能アルミニウム合金材料の開発を目的として、SiCウイスカ強化Al-LiおよびAl-Mg合金複合材料についてスクイズキャステキング法による作製技術の確立と、組織制御における性能特性の関係を解明した。鋳造過程で、合金溶湯のSiCプリフォーム内への浸透経路に沿ってLi,Mg原子が捕獲され、欠乏する異常マクロ偏析現象を見出した。これはプリフォーム内に存在するSiO_2...

【キーワード】高圧凝固 / 複合材料 / 高力アルミニウム合金 / Al-Li合金 / Al-Li-Cu合金 (他13件)

【概要】高圧凝固プロセスにより作製した高力アルミニウム合金/Sicウィスカ複合材料、Al-Li系合金およびAl-Li合金/Sicウィスカ複合材料の特性、品質を組織的に評価し、その時効析出挙動について研究を行った。 Al-2.3%Li-0.2%Zr、Al-2.3%Li-2.8%Cu-0.2%Zr合金を50〜100MPaの高加圧力下で凝固させることにより、ボロシティおよびボイド等の欠陥のない健全な凝固組織が得...

【工学】材料工学：超強加工／複合材料を含む研究件

【キーワード】超強加工 / 超微細粒鉄鋼材料 / 複合材料 / カーボンナノチューブ / 押出し加工 (他27件)

【概要】本研究では、1パス超強加工として、1パスで90%以上の圧下を与えることができる、ガラスを潤滑材とした押出しに着目する。1パス超強加工である押出しによるスーパーファイン機能創成の研究は過去に無い。スーパーファイン機能とは、構造材料については高い機械的特性を意味する。強度、伸び、じん性などの機械的特性は内部構造敏感な性質である。そこで、スーパーファインな内部構造を、超強加工を利用して一発創成し、機械的...

【工学】材料工学：環境強度／複合材料を含む研究件

【概要】本研究では水環境下におけるGFRPの耐久性の評価ならびに寿命の予測法を提案した.平織Eガラスクロスを強化繊維に,ビニルエステル樹脂を母材に用いてGFRPを作成し,純水中および大気中において定荷重引張試験を行った.GFRP は純水中にてのみ破断し,荷重および試験温度の上昇とともに破断時間は短くなった.また試験中のGFRPに蓄積されるエネルギおよび劣化による破壊基準の低下を考慮して破断時間を予測し,実...

【工学】材料工学：超微細粒鉄鋼材料／複合材料を含む研究件

【キーワード】超強加工 / 超微細粒鉄鋼材料 / 複合材料 / カーボンナノチューブ / 押出し加工 (他27件)

【概要】本研究では、1パス超強加工として、1パスで90%以上の圧下を与えることができる、ガラスを潤滑材とした押出しに着目する。1パス超強加工である押出しによるスーパーファイン機能創成の研究は過去に無い。スーパーファイン機能とは、構造材料については高い機械的特性を意味する。強度、伸び、じん性などの機械的特性は内部構造敏感な性質である。そこで、スーパーファインな内部構造を、超強加工を利用して一発創成し、機械的...

【工学】材料工学：一発創成／複合材料を含む研究件

【キーワード】超強加工 / 超微細粒鉄鋼材料 / 複合材料 / カーボンナノチューブ / 押出し加工 (他27件)

【概要】本研究では、1パス超強加工として、1パスで90%以上の圧下を与えることができる、ガラスを潤滑材とした押出しに着目する。1パス超強加工である押出しによるスーパーファイン機能創成の研究は過去に無い。スーパーファイン機能とは、構造材料については高い機械的特性を意味する。強度、伸び、じん性などの機械的特性は内部構造敏感な性質である。そこで、スーパーファインな内部構造を、超強加工を利用して一発創成し、機械的...

【工学】材料工学：固相化学反応／複合材料を含む研究件

【キーワード】メカニカルアロイング / メカノケミストリー / 金属間化合物 / 固相反応 / 反応ミリング (他9件)

【概要】1.反応系の系統化:金属(Zr,Ti,Ni,Nb,Al)-ヘプタン系及びTi-セラミックス(Si_3N_4、SiC)系について、メカニカルアロイングにおける反応性をミリングによる蓄積エネルギーと関連づけた。DSC測定から求めた蓄積エネルギーと化学分析から求めた反応量とに明確な関連が確かめられた。反応の開始はミリングによるエネルギー蓄積の大きいZr,Tiの順で早期に開始されること、また反応開始に潜伏...

【工学】材料工学：低温熱間加工／複合材料を含む研究件

【キーワード】超強加工 / 超微細粒鉄鋼材料 / 複合材料 / カーボンナノチューブ / 押出し加工 (他27件)

【概要】本研究では、1パス超強加工として、1パスで90%以上の圧下を与えることができる、ガラスを潤滑材とした押出しに着目する。1パス超強加工である押出しによるスーパーファイン機能創成の研究は過去に無い。スーパーファイン機能とは、構造材料については高い機械的特性を意味する。強度、伸び、じん性などの機械的特性は内部構造敏感な性質である。そこで、スーパーファインな内部構造を、超強加工を利用して一発創成し、機械的...

【工学】材料工学：EBSP ／複合材料を含む研究件

【キーワード】超強加工 / 超微細粒鉄鋼材料 / 複合材料 / カーボンナノチューブ / 押出し加工 (他27件)

【概要】本研究では、1パス超強加工として、1パスで90%以上の圧下を与えることができる、ガラスを潤滑材とした押出しに着目する。1パス超強加工である押出しによるスーパーファイン機能創成の研究は過去に無い。スーパーファイン機能とは、構造材料については高い機械的特性を意味する。強度、伸び、じん性などの機械的特性は内部構造敏感な性質である。そこで、スーパーファインな内部構造を、超強加工を利用して一発創成し、機械的...

【工学】材料工学：ECAP法／複合材料を含む研究件

【キーワード】超強加工 / 超微細粒鉄鋼材料 / 複合材料 / カーボンナノチューブ / 押出し加工 (他27件)

【概要】本研究では、1パス超強加工として、1パスで90%以上の圧下を与えることができる、ガラスを潤滑材とした押出しに着目する。1パス超強加工である押出しによるスーパーファイン機能創成の研究は過去に無い。スーパーファイン機能とは、構造材料については高い機械的特性を意味する。強度、伸び、じん性などの機械的特性は内部構造敏感な性質である。そこで、スーパーファインな内部構造を、超強加工を利用して一発創成し、機械的...

【工学】材料工学：機能素材／複合材料を含む研究件

【キーワード】超強加工 / 超微細粒鉄鋼材料 / 複合材料 / カーボンナノチューブ / 押出し加工 (他27件)

【概要】本研究では、1パス超強加工として、1パスで90%以上の圧下を与えることができる、ガラスを潤滑材とした押出しに着目する。1パス超強加工である押出しによるスーパーファイン機能創成の研究は過去に無い。スーパーファイン機能とは、構造材料については高い機械的特性を意味する。強度、伸び、じん性などの機械的特性は内部構造敏感な性質である。そこで、スーパーファインな内部構造を、超強加工を利用して一発創成し、機械的...

【工学】材料工学：反応ミリング／複合材料を含む研究件

【キーワード】メカニカルアロイング / メカノケミストリー / 金属間化合物 / 固相反応 / 反応ミリング (他9件)

【概要】1.反応系の系統化:金属(Zr,Ti,Ni,Nb,Al)-ヘプタン系及びTi-セラミックス(Si_3N_4、SiC)系について、メカニカルアロイングにおける反応性をミリングによる蓄積エネルギーと関連づけた。DSC測定から求めた蓄積エネルギーと化学分析から求めた反応量とに明確な関連が確かめられた。反応の開始はミリングによるエネルギー蓄積の大きいZr,Tiの順で早期に開始されること、また反応開始に潜伏...

【工学】材料工学：板成形／複合材料を含む研究件

【キーワード】材料モデル / 成形シミュレーション / 異方性 / 複合材料 / 破壊予測 (他14件)

【概要】本研究では，強い異方性を示す薄板材を用いた成形シミュレーションの精度向上および破壊予測精度向上を目的とした材料モデル構築を行い，複層鋼板およびアルミニウム合金板を用いた検証を行った．本モデルは異方性表現能力の向上を達成するために，降伏応力異方性と変形異方性を独立評価できる非関連流れ則に基づいた定式化が行われた．SUS304とSUS420J2からなる複層鋼板とアルミニウム合金板A6016-T6を用意...

【工学】材料工学：クラッド／複合材料を含む研究件

【概要】Mg合金は,金属の中で最も軽量で高い比強度を有するが,常温成形性と耐食性が乏しい.本研究では,薄いAlフォイルでMg合金を包んだクラッド板の製造を検討し,Mg/Alクラッド板を300℃で圧延接合を試み,以下の知見を得た.Mg板とAlフォイルは,圧下率が30%で接着することが可能である.次に,パスごとに300℃で焼鈍を施すと,常温成形性は著しく改良された.さらにMg板とAlフォイルの間にTiフォイル...

【工学】材料工学：クラッド板／複合材料を含む研究件

【概要】Mg合金は,金属の中で最も軽量で高い比強度を有するが,常温成形性と耐食性が乏しい.本研究では,薄いAlフォイルでMg合金を包んだクラッド板の製造を検討し,Mg/Alクラッド板を300℃で圧延接合を試み,以下の知見を得た.Mg板とAlフォイルは,圧下率が30%で接着することが可能である.次に,パスごとに300℃で焼鈍を施すと,常温成形性は著しく改良された.さらにMg板とAlフォイルの間にTiフォイル...

【工学】材料工学：押出し／複合材料を含む研究件

【キーワード】超強加工 / 超微細粒鉄鋼材料 / 複合材料 / カーボンナノチューブ / 押出し加工 (他27件)

【概要】本研究では、1パス超強加工として、1パスで90%以上の圧下を与えることができる、ガラスを潤滑材とした押出しに着目する。1パス超強加工である押出しによるスーパーファイン機能創成の研究は過去に無い。スーパーファイン機能とは、構造材料については高い機械的特性を意味する。強度、伸び、じん性などの機械的特性は内部構造敏感な性質である。そこで、スーパーファインな内部構造を、超強加工を利用して一発創成し、機械的...

【工学】材料工学：押出し加工／複合材料を含む研究件

【キーワード】超強加工 / 超微細粒鉄鋼材料 / 複合材料 / カーボンナノチューブ / 押出し加工 (他27件)

【概要】本研究では、1パス超強加工として、1パスで90%以上の圧下を与えることができる、ガラスを潤滑材とした押出しに着目する。1パス超強加工である押出しによるスーパーファイン機能創成の研究は過去に無い。スーパーファイン機能とは、構造材料については高い機械的特性を意味する。強度、伸び、じん性などの機械的特性は内部構造敏感な性質である。そこで、スーパーファインな内部構造を、超強加工を利用して一発創成し、機械的...

【工学】材料工学：加工性／複合材料を含む研究件

【概要】Mg合金は,金属の中で最も軽量で高い比強度を有するが,常温成形性と耐食性が乏しい.本研究では,薄いAlフォイルでMg合金を包んだクラッド板の製造を検討し,Mg/Alクラッド板を300℃で圧延接合を試み,以下の知見を得た.Mg板とAlフォイルは,圧下率が30%で接着することが可能である.次に,パスごとに300℃で焼鈍を施すと,常温成形性は著しく改良された.さらにMg板とAlフォイルの間にTiフォイル...

【工学】材料工学：微細結晶粒／複合材料を含む研究件

【キーワード】超強加工 / 超微細粒鉄鋼材料 / 複合材料 / カーボンナノチューブ / 押出し加工 (他27件)

【概要】本研究では、1パス超強加工として、1パスで90%以上の圧下を与えることができる、ガラスを潤滑材とした押出しに着目する。1パス超強加工である押出しによるスーパーファイン機能創成の研究は過去に無い。スーパーファイン機能とは、構造材料については高い機械的特性を意味する。強度、伸び、じん性などの機械的特性は内部構造敏感な性質である。そこで、スーパーファインな内部構造を、超強加工を利用して一発創成し、機械的...

【工学】材料工学：制御冷却／複合材料を含む研究件

【キーワード】超強加工 / 超微細粒鉄鋼材料 / 複合材料 / カーボンナノチューブ / 押出し加工 (他27件)

【概要】本研究では、1パス超強加工として、1パスで90%以上の圧下を与えることができる、ガラスを潤滑材とした押出しに着目する。1パス超強加工である押出しによるスーパーファイン機能創成の研究は過去に無い。スーパーファイン機能とは、構造材料については高い機械的特性を意味する。強度、伸び、じん性などの機械的特性は内部構造敏感な性質である。そこで、スーパーファインな内部構造を、超強加工を利用して一発創成し、機械的...

【工学】材料工学：成形性／複合材料を含む研究件

【キーワード】材料モデル / 成形シミュレーション / 異方性 / 複合材料 / 破壊予測 (他14件)

【概要】本研究では，強い異方性を示す薄板材を用いた成形シミュレーションの精度向上および破壊予測精度向上を目的とした材料モデル構築を行い，複層鋼板およびアルミニウム合金板を用いた検証を行った．本モデルは異方性表現能力の向上を達成するために，降伏応力異方性と変形異方性を独立評価できる非関連流れ則に基づいた定式化が行われた．SUS304とSUS420J2からなる複層鋼板とアルミニウム合金板A6016-T6を用意...

【概要】Mg合金は,金属の中で最も軽量で高い比強度を有するが,常温成形性と耐食性が乏しい.本研究では,薄いAlフォイルでMg合金を包んだクラッド板の製造を検討し,Mg/Alクラッド板を300℃で圧延接合を試み,以下の知見を得た.Mg板とAlフォイルは,圧下率が30%で接着することが可能である.次に,パスごとに300℃で焼鈍を施すと,常温成形性は著しく改良された.さらにMg板とAlフォイルの間にTiフォイル...

【工学】材料工学：3次元周期コア／複合材料を含む研究件

❏３次元立体周期構造複合材料コアとメタルフェースシートからなる複層薄板の創造と創製(20H00300)

【概要】複層構造は、優れた機械的特性を発現する構造である。本研究では、金属被覆材（フェースシート）に挟む連続／非連続炭素繊維CFRPコア材の３次元幾何構造を制御することで、多様な力学特性を持つ薄板材料を創造し、製作し、評価することを目的とする。具体的には、 1）メタルフェースと３次元周期構造を持つ樹脂あるいは炭素繊維強化複合材料コアからなる複層構造の、コア構造を最適化する方法　2）得られた構造を熱溶解式3...

【工学】材料工学：スーパーエンジニアリングプラスチック／複合材料を含む研究件

【キーワード】スーパーエンジニアリングプラスチック / ナノファイバー / 複合材料 / 耐熱性 / 表面改質

【概要】本研究では、ポリマー材料の中でも高耐熱性かつ高強度であるスーパーエンジニアリングプラスチック（スーパーエンプラ）に着目し、そのナノファイバー化に向けた基盤研究を実施している。具体的な研究内容は、耐熱温度が高く、ナノファイバー直径が小さく、弾性率が高いスーパーエンプラナノファイバー（SEnF）を作製することである。当該年度では、昨年度に引き続き、スーパーエンプラの１つであるポリエーテルエーテルケト...

【工学】材料工学：再成型／複合材料を含む研究件

【キーワード】ポリマー / 熱可逆性 / ハイドロゲル / ダブルネットワーク / 複合材料 (他8件)

【概要】本研究は、自然由来の材料であるセルロースと高機能ハイドロゲルの研究を融合した新しいソフトマターの研究である。ここでは、TEMPO酸化セルロースナノファイバー (tCNF) に、物理架橋で形成したデュアルネットワーク構造を通して、高強度・高透明性・高含水性を併せ持つ熱可逆性ゲルの作製を目指した。具体的には、カルボキシ基を有するtCNFとポリアクリル酸を混合し凍結させ、エチレンジアミンを導入し、水素結...

【工学】材料工学：再成型性／複合材料を含む研究件

【キーワード】ポリマー / 熱可逆性 / ハイドロゲル / ダブルネットワーク / 複合材料 (他8件)

【概要】本研究は、自然由来の材料であるセルロースと高機能ハイドロゲルの研究を融合した新しいソフトマターの研究である。ここでは、TEMPO酸化セルロースナノファイバー (tCNF) に、物理架橋で形成したデュアルネットワーク構造を通して、高強度・高透明性・高含水性を併せ持つ熱可逆性ゲルの作製を目指した。具体的には、カルボキシ基を有するtCNFとポリアクリル酸を混合し凍結させ、エチレンジアミンを導入し、水素結...

【工学】材料工学：熱可逆性／複合材料を含む研究件

【キーワード】ポリマー / 熱可逆性 / ハイドロゲル / ダブルネットワーク / 複合材料 (他8件)

【概要】本研究は、自然由来の材料であるセルロースと高機能ハイドロゲルの研究を融合した新しいソフトマターの研究である。ここでは、TEMPO酸化セルロースナノファイバー (tCNF) に、物理架橋で形成したデュアルネットワーク構造を通して、高強度・高透明性・高含水性を併せ持つ熱可逆性ゲルの作製を目指した。具体的には、カルボキシ基を有するtCNFとポリアクリル酸を混合し凍結させ、エチレンジアミンを導入し、水素結...

【工学】材料工学：ダブルネットワーク／複合材料を含む研究件

【キーワード】ポリマー / 熱可逆性 / ハイドロゲル / ダブルネットワーク / 複合材料 (他8件)

【概要】本研究は、自然由来の材料であるセルロースと高機能ハイドロゲルの研究を融合した新しいソフトマターの研究である。ここでは、TEMPO酸化セルロースナノファイバー (tCNF) に、物理架橋で形成したデュアルネットワーク構造を通して、高強度・高透明性・高含水性を併せ持つ熱可逆性ゲルの作製を目指した。具体的には、カルボキシ基を有するtCNFとポリアクリル酸を混合し凍結させ、エチレンジアミンを導入し、水素結...

【工学】材料工学：静的圧潰／複合材料を含む研究件

【キーワード】エネルギー吸収 / 動的圧潰 / 衝撃試験機 / 薄肉断面部材 / 金属材料 (他21件)

【概要】昨年度までに完成した衝突試験システムにより,金属系ではスチールおよびアルミニウムにより,非金属系では炭素およびガラス繊維強化プラスチックによりそれぞれ製作された薄肉円筒および薄肉正方形試験体の衝撃圧潰試験を行った.金属系の試験体では,主に折り畳みによる安定な逐次圧潰が現れ,荷重の変動はあるもののエネルギー吸収は潰れの進行に対して比較的に推移した.また,同時に行われた静圧潰試験による結果と比較したと...

【工学】材料工学：ロード・セル／複合材料を含む研究件

【キーワード】エネルギー吸収 / 動的圧潰 / 衝撃試験機 / 薄肉断面部材 / 金属材料 (他21件)

【概要】昨年度までに完成した衝突試験システムにより,金属系ではスチールおよびアルミニウムにより,非金属系では炭素およびガラス繊維強化プラスチックによりそれぞれ製作された薄肉円筒および薄肉正方形試験体の衝撃圧潰試験を行った.金属系の試験体では,主に折り畳みによる安定な逐次圧潰が現れ,荷重の変動はあるもののエネルギー吸収は潰れの進行に対して比較的に推移した.また,同時に行われた静圧潰試験による結果と比較したと...

【工学】材料工学：エネルギー吸収特性／複合材料を含む研究件

【キーワード】エネルギー吸収 / 動的圧潰 / 衝撃試験機 / 薄肉断面部材 / 金属材料 (他21件)

【概要】昨年度までに完成した衝突試験システムにより,金属系ではスチールおよびアルミニウムにより,非金属系では炭素およびガラス繊維強化プラスチックによりそれぞれ製作された薄肉円筒および薄肉正方形試験体の衝撃圧潰試験を行った.金属系の試験体では,主に折り畳みによる安定な逐次圧潰が現れ,荷重の変動はあるもののエネルギー吸収は潰れの進行に対して比較的に推移した.また,同時に行われた静圧潰試験による結果と比較したと...

【工学】材料工学：衝撃圧潰／複合材料を含む研究件

【概要】本研究では,静荷重に対する評価手法に基づき,塑性関節における動的効果を実験的に求めることにより,薄肉管の衝撃軸圧潰特性を評価する手法を提案した.すなわち,塑性関節における動的効果にあらかじめ著者らによって行われた板材の衝撃三点曲げ試験の結果から得られた塑性関節における,曲げ角速度に対する全塑性曲げモーメントの構成式を用いた.そして,この解析結果と実験結果との比較を行うことにより,本解析法の妥当性を...

【キーワード】エネルギー吸収 / 動的圧潰 / 衝撃試験機 / 薄肉断面部材 / 金属材料 (他21件)

【概要】昨年度までに完成した衝突試験システムにより,金属系ではスチールおよびアルミニウムにより,非金属系では炭素およびガラス繊維強化プラスチックによりそれぞれ製作された薄肉円筒および薄肉正方形試験体の衝撃圧潰試験を行った.金属系の試験体では,主に折り畳みによる安定な逐次圧潰が現れ,荷重の変動はあるもののエネルギー吸収は潰れの進行に対して比較的に推移した.また,同時に行われた静圧潰試験による結果と比較したと...

【工学】材料工学：衝撃荷重計測／複合材料を含む研究件

【キーワード】エネルギー吸収 / 動的圧潰 / 衝撃試験機 / 薄肉断面部材 / 金属材料 (他21件)

【概要】昨年度までに完成した衝突試験システムにより,金属系ではスチールおよびアルミニウムにより,非金属系では炭素およびガラス繊維強化プラスチックによりそれぞれ製作された薄肉円筒および薄肉正方形試験体の衝撃圧潰試験を行った.金属系の試験体では,主に折り畳みによる安定な逐次圧潰が現れ,荷重の変動はあるもののエネルギー吸収は潰れの進行に対して比較的に推移した.また,同時に行われた静圧潰試験による結果と比較したと...

【工学】材料工学：衝撃試験機／複合材料を含む研究件

【キーワード】エネルギー吸収 / 動的圧潰 / 衝撃試験機 / 薄肉断面部材 / 金属材料 (他21件)

【概要】昨年度までに完成した衝突試験システムにより,金属系ではスチールおよびアルミニウムにより,非金属系では炭素およびガラス繊維強化プラスチックによりそれぞれ製作された薄肉円筒および薄肉正方形試験体の衝撃圧潰試験を行った.金属系の試験体では,主に折り畳みによる安定な逐次圧潰が現れ,荷重の変動はあるもののエネルギー吸収は潰れの進行に対して比較的に推移した.また,同時に行われた静圧潰試験による結果と比較したと...

【工学】材料工学：衝突試験機／複合材料を含む研究件

【キーワード】エネルギー吸収 / 動的圧潰 / 衝撃試験機 / 薄肉断面部材 / 金属材料 (他21件)

【概要】昨年度までに完成した衝突試験システムにより,金属系ではスチールおよびアルミニウムにより,非金属系では炭素およびガラス繊維強化プラスチックによりそれぞれ製作された薄肉円筒および薄肉正方形試験体の衝撃圧潰試験を行った.金属系の試験体では,主に折り畳みによる安定な逐次圧潰が現れ,荷重の変動はあるもののエネルギー吸収は潰れの進行に対して比較的に推移した.また,同時に行われた静圧潰試験による結果と比較したと...

【工学】材料工学：材料強度／複合材料を含む研究件

❏ＣＮＴ析出強化階層型複合材料の創成と界面評価および衝撃・疲労特性(24360048)

【キーワード】複合材料 / カーボンナノチューブ / 界面評価 / 気相成長法 / 材料強度

【概要】本研究では高分子基複合材料（PMC）へのカーボンナノチューブ（CNTs）導入方法として，複数種の無機系繊維表面へのCNTs析出方法の確立を行った．特に，触媒金属や析出条件の検討によって，一般にCNTs析出が困難とされる炭素繊維表面への短時間かつ均一なCNTs析出プロセスを確立した．また，マルチスケールの界面特性評価から複合材料の界面せん断特性向上へのCNTs析出の有効性を示した．さらに，CNTs析...

【工学】材料工学：塑性座屈／複合材料を含む研究件

【キーワード】エネルギー吸収 / 動的圧潰 / 衝撃試験機 / 薄肉断面部材 / 金属材料 (他21件)

【概要】昨年度までに完成した衝突試験システムにより,金属系ではスチールおよびアルミニウムにより,非金属系では炭素およびガラス繊維強化プラスチックによりそれぞれ製作された薄肉円筒および薄肉正方形試験体の衝撃圧潰試験を行った.金属系の試験体では,主に折り畳みによる安定な逐次圧潰が現れ,荷重の変動はあるもののエネルギー吸収は潰れの進行に対して比較的に推移した.また,同時に行われた静圧潰試験による結果と比較したと...

【工学】材料工学：薄肉断面部材／複合材料を含む研究件

【概要】本研究では,静荷重に対する評価手法に基づき,塑性関節における動的効果を実験的に求めることにより,薄肉管の衝撃軸圧潰特性を評価する手法を提案した.すなわち,塑性関節における動的効果にあらかじめ著者らによって行われた板材の衝撃三点曲げ試験の結果から得られた塑性関節における,曲げ角速度に対する全塑性曲げモーメントの構成式を用いた.そして,この解析結果と実験結果との比較を行うことにより,本解析法の妥当性を...

【キーワード】エネルギー吸収 / 動的圧潰 / 衝撃試験機 / 薄肉断面部材 / 金属材料 (他21件)

【概要】昨年度までに完成した衝突試験システムにより,金属系ではスチールおよびアルミニウムにより,非金属系では炭素およびガラス繊維強化プラスチックによりそれぞれ製作された薄肉円筒および薄肉正方形試験体の衝撃圧潰試験を行った.金属系の試験体では,主に折り畳みによる安定な逐次圧潰が現れ,荷重の変動はあるもののエネルギー吸収は潰れの進行に対して比較的に推移した.また,同時に行われた静圧潰試験による結果と比較したと...

【工学】材料工学：電極材料／複合材料を含む研究件

【キーワード】単結晶シリコン / 微粒子 / リチウムイオン電池 / 赤外線焼結 / 厚膜形成 (他16件)

【概要】近年，電気自動車などに用いられているリチウムイオン電池の高容量化が求められている．本研究では，シリコンウェハ製造時に大量に排出される廃シリコン粉末を再利用し，赤外線焼結による低コスト・高容量リチウムイオン電池のシリコン負極の創製を試みた．負極の強度と導電性を付加するために銅粒子やCNFを廃シリコン粉末に混合し赤外線焼結を行い，赤外線焼結条件が膜の特性に対する影響の評価を行った．その結果，本提案手法...

【工学】材料工学：高強度／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / ナノコンポジット / 高強度化 / コーティング / ナノ分散 (他11件)

【概要】本研究では，従来の繊維強化プラスチックにナノ分散させたナノフィラーを加えることで，更なる高強度化，長寿命化，そして高機能化を図ることを目的として研究を遂行した。ナノフィラーを直接複合材料に混ぜ込む手法と，ナノ分散スラリーを調製し，それをコーティングさせる2つの手法を試みた。直接複合材料に混ぜ込むことで，ナノフィラーは繊維/樹脂界面の接着力を高め，複合材料を更に高強度化させる作用があることを見出した...

【工学】材料工学：単結晶シリコン／複合材料を含む研究件

【キーワード】単結晶シリコン / 微粒子 / リチウムイオン電池 / 赤外線焼結 / 厚膜形成 (他16件)

【概要】近年，電気自動車などに用いられているリチウムイオン電池の高容量化が求められている．本研究では，シリコンウェハ製造時に大量に排出される廃シリコン粉末を再利用し，赤外線焼結による低コスト・高容量リチウムイオン電池のシリコン負極の創製を試みた．負極の強度と導電性を付加するために銅粒子やCNFを廃シリコン粉末に混合し赤外線焼結を行い，赤外線焼結条件が膜の特性に対する影響の評価を行った．その結果，本提案手法...

【工学】材料工学：動的圧潰／複合材料を含む研究件

【キーワード】エネルギー吸収 / 動的圧潰 / 衝撃試験機 / 薄肉断面部材 / 金属材料 (他21件)

【概要】昨年度までに完成した衝突試験システムにより,金属系ではスチールおよびアルミニウムにより,非金属系では炭素およびガラス繊維強化プラスチックによりそれぞれ製作された薄肉円筒および薄肉正方形試験体の衝撃圧潰試験を行った.金属系の試験体では,主に折り畳みによる安定な逐次圧潰が現れ,荷重の変動はあるもののエネルギー吸収は潰れの進行に対して比較的に推移した.また,同時に行われた静圧潰試験による結果と比較したと...

【工学】材料工学：3D積層造形／複合材料を含む研究件

❏確率的マルチフィジックス・マルチスケールモデリング法の提案と各種応用・妥当性確認(16H04239)

【キーワード】確率的シミュレーション / マルチフィジックスモデル / マルチスケールモデル / 複合材料 / 3D積層造形 (他12件)

【概要】繊維強化複合材料と3D積層造形品を主たる対象として、製造に起因するばらつき・不確かさを考慮し、材料特性予測や製造プロセス設計に役立つ確率的有限要素解析手法を開発した。複合材料のミクロ構造における不均質性が考慮できるマルチスケール問題、および、製造プロセスにおけるマルチフィジックス問題に焦点を当て、不確かさの要因分析、感度解析、不確かさの伝播の解析に有用な確率的モデリング・非線形シミュレーション法を...

【工学】材料工学：量産化／複合材料を含む研究件

【キーワード】グラフェン / 量産化 / メカノケミカル法 / 複合材料 / メカノケミカル反応 (他11件)

【概要】ナノ強化による複合材料の機械的特性の向上をはかることを目的に、ナノ材料の一つであるグラフェンを量産化させるプロセスを構築した。グラフェンはグラファイトを剥離して薄層化することで得られる。液中でグラファイトを剥離してグラフェンを取り出す液相剥離法が最も安価にグラフェンを量産化できる。本研究では、液相剥離法の前処理方法として、塩と黒鉛の混合物をボールミルによりメカノケミカル反応させることで、グラファイ...

【工学】材料工学：複合材料工学／複合材料を含む研究件

【キーワード】カーボンナノチューブ / 強度特性 / CVD法 / 強度発現メカニズム / 分子間力 (他14件)

【概要】本研究では高強度無撚CNT糸の創製を目的とし，これまでにCNTの合成条件検討やCNT紡績糸作製条件の最適化，ポリマー含浸（PAA/DMSO処理）による無撚CNT糸の高強度化を行い，無撚CNT糸の機械的特性の向上を検討した．また，薄層・細径なCNTを原料として，基板法から得られるCNT紡績糸の強度ならびに湿式紡績手法により作製されたCNT 糸の各種物性値評価及び高強度化のための処理条件検討を行った．...

【工学】材料工学：異種接合／複合材料を含む研究件

【概要】酸化・エッチングプロセス制御によって金属表面にナノ構造を創製し、炭素繊維強化熱可塑性プラスチック（CFRTP）積層板と金属の異種材料接合技術を確立することを目的とした。界面ナノ構造を有することで接合界面近傍の母材樹脂が脆性破壊から延性破壊に変化して破壊靭性が大幅に上昇することを明らかにした。き裂進展シミュレーションを実施した結果、ナノ構造を有するき裂進展は平面応力状態の破壊形態と類似していることが...

【工学】材料工学：異種接着／複合材料を含む研究件

【概要】酸化・エッチングプロセス制御によって金属表面にナノ構造を創製し、炭素繊維強化熱可塑性プラスチック（CFRTP）積層板と金属の異種材料接合技術を確立することを目的とした。界面ナノ構造を有することで接合界面近傍の母材樹脂が脆性破壊から延性破壊に変化して破壊靭性が大幅に上昇することを明らかにした。き裂進展シミュレーションを実施した結果、ナノ構造を有するき裂進展は平面応力状態の破壊形態と類似していることが...

【工学】材料工学：CFRTP ／複合材料を含む研究件

【概要】酸化・エッチングプロセス制御によって金属表面にナノ構造を創製し、炭素繊維強化熱可塑性プラスチック（CFRTP）積層板と金属の異種材料接合技術を確立することを目的とした。界面ナノ構造を有することで接合界面近傍の母材樹脂が脆性破壊から延性破壊に変化して破壊靭性が大幅に上昇することを明らかにした。き裂進展シミュレーションを実施した結果、ナノ構造を有するき裂進展は平面応力状態の破壊形態と類似していることが...

【キーワード】非破壊検査 / 複合材料 / 熱可塑性CFRP / 融着・溶着 / 渦電流試験 (他12件)

【概要】熱可塑性CFRPの融着装置に埋め込み可能な渦電流検査シートを開発した．検査シートは励磁コイルと複数の検出コイルからなり，励磁コイルに電圧を印加することで試験片を加熱する．融着不良が存在すると，その箇所の温度分布が変化する．一方，材料の導電率は温度によって変化することから，融着不良が存在すると導電率の分布が生じる．この導電率の変化を検出コイルで検出することで，融着不良の有無を判定するとともに，発生箇...

【工学】材料工学：剥離分散／複合材料を含む研究件

【キーワード】グラフェン / 量産化 / メカノケミカル法 / 複合材料 / メカノケミカル反応 (他11件)

【概要】ナノ強化による複合材料の機械的特性の向上をはかることを目的に、ナノ材料の一つであるグラフェンを量産化させるプロセスを構築した。グラフェンはグラファイトを剥離して薄層化することで得られる。液中でグラファイトを剥離してグラフェンを取り出す液相剥離法が最も安価にグラフェンを量産化できる。本研究では、液相剥離法の前処理方法として、塩と黒鉛の混合物をボールミルによりメカノケミカル反応させることで、グラファイ...

【工学】材料工学：紡績糸／複合材料を含む研究件

【キーワード】カーボンナノチューブ / 強度特性 / CVD法 / 強度発現メカニズム / 分子間力 (他14件)

【概要】本研究では高強度無撚CNT糸の創製を目的とし，これまでにCNTの合成条件検討やCNT紡績糸作製条件の最適化，ポリマー含浸（PAA/DMSO処理）による無撚CNT糸の高強度化を行い，無撚CNT糸の機械的特性の向上を検討した．また，薄層・細径なCNTを原料として，基板法から得られるCNT紡績糸の強度ならびに湿式紡績手法により作製されたCNT 糸の各種物性値評価及び高強度化のための処理条件検討を行った．...

【工学】材料工学：気相合成法／複合材料を含む研究件

【キーワード】カーボンナノチューブ / 強度特性 / CVD法 / 強度発現メカニズム / 分子間力 (他14件)

【概要】本研究では高強度無撚CNT糸の創製を目的とし，これまでにCNTの合成条件検討やCNT紡績糸作製条件の最適化，ポリマー含浸（PAA/DMSO処理）による無撚CNT糸の高強度化を行い，無撚CNT糸の機械的特性の向上を検討した．また，薄層・細径なCNTを原料として，基板法から得られるCNT紡績糸の強度ならびに湿式紡績手法により作製されたCNT 糸の各種物性値評価及び高強度化のための処理条件検討を行った．...

【工学】材料工学：ナノカーボン材料／複合材料を含む研究件

【キーワード】カーボンナノチューブ / 強度特性 / CVD法 / 強度発現メカニズム / 分子間力 (他14件)

【概要】本研究では高強度無撚CNT糸の創製を目的とし，これまでにCNTの合成条件検討やCNT紡績糸作製条件の最適化，ポリマー含浸（PAA/DMSO処理）による無撚CNT糸の高強度化を行い，無撚CNT糸の機械的特性の向上を検討した．また，薄層・細径なCNTを原料として，基板法から得られるCNT紡績糸の強度ならびに湿式紡績手法により作製されたCNT 糸の各種物性値評価及び高強度化のための処理条件検討を行った．...

【工学】材料工学：ナノ空間構造／複合材料を含む研究件

【概要】酸化・エッチングプロセス制御によって金属表面にナノ構造を創製し、炭素繊維強化熱可塑性プラスチック（CFRTP）積層板と金属の異種材料接合技術を確立することを目的とした。界面ナノ構造を有することで接合界面近傍の母材樹脂が脆性破壊から延性破壊に変化して破壊靭性が大幅に上昇することを明らかにした。き裂進展シミュレーションを実施した結果、ナノ構造を有するき裂進展は平面応力状態の破壊形態と類似していることが...

【工学】材料工学：メカノケミカル法／複合材料を含む研究件

【キーワード】グラフェン / 量産化 / メカノケミカル法 / 複合材料 / メカノケミカル反応 (他11件)

【概要】ナノ強化による複合材料の機械的特性の向上をはかることを目的に、ナノ材料の一つであるグラフェンを量産化させるプロセスを構築した。グラフェンはグラファイトを剥離して薄層化することで得られる。液中でグラファイトを剥離してグラフェンを取り出す液相剥離法が最も安価にグラフェンを量産化できる。本研究では、液相剥離法の前処理方法として、塩と黒鉛の混合物をボールミルによりメカノケミカル反応させることで、グラファイ...

【工学】材料工学：化学気相合成法／複合材料を含む研究件

【キーワード】カーボンナノチューブ / 強度特性 / CVD法 / 強度発現メカニズム / 分子間力 (他14件)

【概要】本研究では高強度無撚CNT糸の創製を目的とし，これまでにCNTの合成条件検討やCNT紡績糸作製条件の最適化，ポリマー含浸（PAA/DMSO処理）による無撚CNT糸の高強度化を行い，無撚CNT糸の機械的特性の向上を検討した．また，薄層・細径なCNTを原料として，基板法から得られるCNT紡績糸の強度ならびに湿式紡績手法により作製されたCNT 糸の各種物性値評価及び高強度化のための処理条件検討を行った．...

【工学】材料工学：強化繊維／複合材料を含む研究件

【キーワード】カーボンナノチューブ / 強度特性 / CVD法 / 強度発現メカニズム / 分子間力 (他14件)

【概要】本研究では高強度無撚CNT糸の創製を目的とし，これまでにCNTの合成条件検討やCNT紡績糸作製条件の最適化，ポリマー含浸（PAA/DMSO処理）による無撚CNT糸の高強度化を行い，無撚CNT糸の機械的特性の向上を検討した．また，薄層・細径なCNTを原料として，基板法から得られるCNT紡績糸の強度ならびに湿式紡績手法により作製されたCNT 糸の各種物性値評価及び高強度化のための処理条件検討を行った．...

【キーワード】カーボンナノチューブ / 黒鉛化処理 / ポリマー複合 / 分子動力学 / 強度評価 (他15件)

【概要】本研究ではCNT単体の優れた機械的特性が十分に発揮された革新的高強度CNT糸の創製を目的とし，乾式紡績法で作製した無撚CNT糸の高強度化を行った．糸を構成するCNT単体の強度評価および分子動力学解析によるCNT間相互作用力の評価によって，CNT糸の高強度化にはCNT単体の高強度化とCNT間の荷重伝達効率の向上が必要であることを明らかにした．また，それに基づいて黒鉛化処理によるCNTの高純度化，CN...

【工学】材料工学：強度特性／複合材料を含む研究件

【キーワード】カーボンナノチューブ / 強度特性 / CVD法 / 強度発現メカニズム / 分子間力 (他14件)

【概要】本研究では高強度無撚CNT糸の創製を目的とし，これまでにCNTの合成条件検討やCNT紡績糸作製条件の最適化，ポリマー含浸（PAA/DMSO処理）による無撚CNT糸の高強度化を行い，無撚CNT糸の機械的特性の向上を検討した．また，薄層・細径なCNTを原料として，基板法から得られるCNT紡績糸の強度ならびに湿式紡績手法により作製されたCNT 糸の各種物性値評価及び高強度化のための処理条件検討を行った．...

【キーワード】カーボンナノチューブ / 黒鉛化処理 / ポリマー複合 / 分子動力学 / 強度評価 (他15件)

【概要】本研究ではCNT単体の優れた機械的特性が十分に発揮された革新的高強度CNT糸の創製を目的とし，乾式紡績法で作製した無撚CNT糸の高強度化を行った．糸を構成するCNT単体の強度評価および分子動力学解析によるCNT間相互作用力の評価によって，CNT糸の高強度化にはCNT単体の高強度化とCNT間の荷重伝達効率の向上が必要であることを明らかにした．また，それに基づいて黒鉛化処理によるCNTの高純度化，CN...

【概要】本研究はSiC/Al複合材料を1つの例とし金属系複合材料に於て最も大きな問題となるマトリックスの内部歪及び界面における化学的変化を電子顕微鏡のみならず構造敏感な性質である内部摩擦測定法を通じて計測しそれをキャラクタリゼーションの1つとして用いることを目的として行ったものである。実験方法としては周波数、温度に関して幅広いスペクトルを計測するため2つの装置を作製した。1つは10^<-5>〜...

【工学】材料工学：動的亀裂進展／複合材料を含む研究件

【研究代表者】田邊靖博 (1999-2000) 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 助教授 (70163607)

【キーワード】セラミックス / 複合材料 / 破壊エネルギー / シャルピー衝撃試験 / 動的亀裂進展 (他8件)

【概要】セラミック基複合材料における破壊エネルギーを如何に評価するか?という問題とそれによって評価された破壊エネルギーが如何なる破壊プロセス(複合材料の微細組織と亀裂進展との関係)を反映したものであるのか?という問題を,全研究期間を通じて取組んできた.その結果,測定精度を確保するためには複合材料の破壊エネルギーが数kJ/m^2以上という条件が必要となるものの,容易に試験片を分断できるという利点からシャルピ...

【工学】材料工学：単繊維包埋試験／複合材料を含む研究件

【概要】単繊維包埋試験法は、繊維強化複合材料における繊維〜樹脂界面せん断強度を評価する方法として広く用いられている。この方法は、単繊維複合材料に引張荷重を負荷することによって破断した繊維の長さ分布と、別の実験によって求めた繊維の引張強度から界面せん断強度を計算するものである。しかし、複合材料に用いられる繊維は著しい強度分布を示すことが多く、また、複合材料を環境に暴露すると繊維強度が劣化する場合がある等の理...

【工学】材料工学：高速赤外分光イメージング／複合材料を含む研究件

【研究代表者】橋本壽正 (橋本寿正) 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (50101001)

【キーワード】熱拡散率 / 温度波 / 界面熱伝達 / 高速赤外分光イメージング / 顕微高速赤外線サーモグラフィ (他7件)

【概要】新機能の発現を求めて、新素材あるいは新規複合材料が開発されてきたが、高機能材料は少量や薄膜であることが多く、従来の方法論では測定が困難であった。本研究では、赤外線カメラを用いた面内の温度分布を高速でとらえる方法を提案した。特に温度変化は温度の性質から急激な減衰があり、ミクロンオーダーからミリオーダーという短距離でしか観測できないことを明らかにし、高倍率赤外線専用レンズを設計試作して、高速顕微赤外...

【工学】材料工学：シャルピー衝撃試験／複合材料を含む研究件

【研究代表者】田邊靖博 (1999-2000) 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 助教授 (70163607)

【キーワード】セラミックス / 複合材料 / 破壊エネルギー / シャルピー衝撃試験 / 動的亀裂進展 (他8件)

【概要】セラミック基複合材料における破壊エネルギーを如何に評価するか?という問題とそれによって評価された破壊エネルギーが如何なる破壊プロセス(複合材料の微細組織と亀裂進展との関係)を反映したものであるのか?という問題を,全研究期間を通じて取組んできた.その結果,測定精度を確保するためには複合材料の破壊エネルギーが数kJ/m^2以上という条件が必要となるものの,容易に試験片を分断できるという利点からシャルピ...

【工学】材料工学：高分子物理／複合材料を含む研究件

❏異種のポリマ‐ポリマ複合化を実現する新しい１次元分散型異方性複合材料の創製（国際共同研究強化）(15KK0244)

【キーワード】複合材料 / コンポジット / ファイバー / エレクトロスピニング / ポリマー (他8件)

【概要】本研究では、研究代表者が基盤研究Aで実験的に実現しようとしているポリマナノ複合材料の研究をおし進め、新規物性を有する複合材料を効率的に創り出すことを目的としている。特に本研究では、材料どうしの機械的な複合と化学的な相溶という2種類のスケールの違う複合化に着目し、その2点を融合し、機械的複合化で生じた界面エラー（低接着、ボイド）等のボトムアップ対策を研究してきた。具体的には、化学的な相溶性を考慮し、...

【工学】材料工学：金属被覆／複合材料を含む研究件

【キーワード】金属基複合材料 / カーボンナノファイバー(CNF) / 金属被覆 / アルミ合金 / 浸透法 (他18件)

【概要】カーボンナノファイバー(CNF)強化複合材料を新東宝で作成するために、まずCNF表面への金属のコーティングを行った。その後コーティングしたCNFのプリフォームを用いて、濡れ性を測定した。さらにプリフォームを用いたアルミの浸透実験を行った。まずコーティングであるが、AlをCNF表面に触媒を用いてコーティングした結果、表面に約5-10nmの厚さで均一なAlのコーティング膜が形成されていた。分析の結果表...

【工学】材料工学：金属複合材料／複合材料を含む研究件

【キーワード】金属基複合材料 / 透過電子顕微鏡 / 走査型電子顕微鏡 / 破壊 / 変形 (他14件)

【概要】本研究では、スクイズキャスト法、半溶融および溶融攪拌法、ホットプレス法を用いて複合材料を作製した。強化材料として主に、SiC,Al_<18>B_4O_<33>,TiO_2の粒子、ウイスカ、繊維を用い、マトリックスとしてアルミニウム合金、マグネシウム合金およびチタン合金を用いた。これらの複合材料の機械的性質を明らかにし、その発現原因と走査型電子顕微鏡および透過電子顕微鏡による...

【工学】材料工学：粒子分散セラミクス／複合材料を含む研究件

【概要】SiC分散アルミナ系について、二流体ノズル噴霧方式および超音波噴霧方式により、粉末合成を試み、それぞれの方法で作製した粉末の性状の評価を行った後、さらに、それらの粉末を用いて焼結体を作製し、その機械的性質を明らかにした。原料溶液は、0.3mol/lの硝酸アルミニウム水溶液に、分散材である平均粒径0.26ミクロンのSiC粉末を分散した懸濁液を使用した。二流体ノズル噴霧方式では、改良した溶液注入系を用...

【工学】材料工学：界面組織／複合材料を含む研究件

【キーワード】金属基複合材料 / カーボンナノファイバー(CNF) / 金属被覆 / アルミ合金 / 浸透法 (他18件)

【概要】カーボンナノファイバー(CNF)強化複合材料を新東宝で作成するために、まずCNF表面への金属のコーティングを行った。その後コーティングしたCNFのプリフォームを用いて、濡れ性を測定した。さらにプリフォームを用いたアルミの浸透実験を行った。まずコーティングであるが、AlをCNF表面に触媒を用いてコーティングした結果、表面に約5-10nmの厚さで均一なAlのコーティング膜が形成されていた。分析の結果表...

【工学】材料工学：界面熱伝達／複合材料を含む研究件

【研究代表者】橋本壽正 (橋本寿正) 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (50101001)

【キーワード】熱拡散率 / 温度波 / 界面熱伝達 / 高速赤外分光イメージング / 顕微高速赤外線サーモグラフィ (他7件)

【概要】新機能の発現を求めて、新素材あるいは新規複合材料が開発されてきたが、高機能材料は少量や薄膜であることが多く、従来の方法論では測定が困難であった。本研究では、赤外線カメラを用いた面内の温度分布を高速でとらえる方法を提案した。特に温度変化は温度の性質から急激な減衰があり、ミクロンオーダーからミリオーダーという短距離でしか観測できないことを明らかにし、高倍率赤外線専用レンズを設計試作して、高速顕微赤外...

【工学】材料工学：アルミニウム合金／複合材料を含む研究件

【キーワード】金属基複合材料 / 透過電子顕微鏡 / 走査型電子顕微鏡 / 破壊 / 変形 (他14件)

【概要】本研究では、スクイズキャスト法、半溶融および溶融攪拌法、ホットプレス法を用いて複合材料を作製した。強化材料として主に、SiC,Al_<18>B_4O_<33>,TiO_2の粒子、ウイスカ、繊維を用い、マトリックスとしてアルミニウム合金、マグネシウム合金およびチタン合金を用いた。これらの複合材料の機械的性質を明らかにし、その発現原因と走査型電子顕微鏡および透過電子顕微鏡による...

【工学】材料工学：アルミニュウム／複合材料を含む研究件

【キーワード】金属基複合材料 / カーボンナノファイバー(CNF) / 金属被覆 / アルミ合金 / 浸透法 (他18件)

【概要】カーボンナノファイバー(CNF)強化複合材料を新東宝で作成するために、まずCNF表面への金属のコーティングを行った。その後コーティングしたCNFのプリフォームを用いて、濡れ性を測定した。さらにプリフォームを用いたアルミの浸透実験を行った。まずコーティングであるが、AlをCNF表面に触媒を用いてコーティングした結果、表面に約5-10nmの厚さで均一なAlのコーティング膜が形成されていた。分析の結果表...

【工学】材料工学：アルミ合金／複合材料を含む研究件

【キーワード】金属基複合材料 / カーボンナノファイバー(CNF) / 金属被覆 / アルミ合金 / 浸透法 (他18件)

【概要】カーボンナノファイバー(CNF)強化複合材料を新東宝で作成するために、まずCNF表面への金属のコーティングを行った。その後コーティングしたCNFのプリフォームを用いて、濡れ性を測定した。さらにプリフォームを用いたアルミの浸透実験を行った。まずコーティングであるが、AlをCNF表面に触媒を用いてコーティングした結果、表面に約5-10nmの厚さで均一なAlのコーティング膜が形成されていた。分析の結果表...

【工学】材料工学：複合効果／複合材料を含む研究件

❏高成形性・高速巨大歪を示すNiMnGa粒/空孔/樹脂複合超磁歪材料の微視力学創製(20360304)

【研究代表者】稲邑朋也 (2009-2010) 東京工業大学, 精密工学研究所, 准教授 (60361771)

【キーワード】複合材料 / 物性 / 複合効果

【概要】NiMnGa粒子分散樹脂超磁歪アクチュエータ材料の開発に向けて、NiMnGa粒子と空孔と見なせる発泡スチロールの体積率や分散状態の磁場駆動特性に及ぼす影響を検討した。その結果、多結晶から粉砕で作製したNiMnGa粒子分散樹脂複合材料では磁場に不活性な粒子が存在し、その影響で本来活性な粒子も不活性化し、その連鎖反応により材料全体の磁場誘起ひずみが小さくなることがわかった。また、この解決に向けて、発泡...

【工学】材料工学：赤外線画像／複合材料を含む研究件

【概要】複合材料における界面の制御は、諸物性(力学、電気、熱等)の異方性発現に極めて重要である。筆者は、高分子複合材料の熱伝導の異方性と熱的界面に着目し、温度波を用いたミクロ界面の熱伝導性の測定にもとづき、力学場、電場、磁場による熱伝導超異方性材料の設計、開発の指針を得るとともに、ミクロスケールの界面の秩序性と熱伝導異方性との相関を明確にすることを目的とした。初年度は、外場印可のもとに界面の熱伝達を制御...

【工学】材料工学：圧電セラミック粒子／複合材料を含む研究件

❏異方性体の特異な力学効果を利用したFRP圧電素子(13875125)

【研究期間】2001

【キーワード】圧電性 / 複合材料 / 圧電セラミック粒子 / ポリマー / 圧電捩れ素子

【概要】単斜異方性体として特徴づけられる"off-axis"一方向繊維強化ラミナ(UDラミナ)の特異な力学効果"nomal-shear coupling"を利用した新規の圧電材料として、厚さ方向の印加電界(E_3)によって捩振れ変形するモノモルフ圧電素子を考案し、PZT(Pb(Zr, Ti)O_3)微粒子を分散させたエポキシ樹脂とガラス繊維のハイブリッド複合系を設計対象とし...

【工学】材料工学：プラズマ加工／複合材料を含む研究件

【キーワード】ポリマー / 非晶質炭秦 / マイクロ・ナノコンポジット / 蒸着法 / シリカ (他9件)

【概要】本研究では蒸着法を応用した新しい複合材料作製法を用いることで高分子材料と硬質材料のコンポジットを作った。本手法により溶融可能な高分子に対して非晶質炭素やシリカなどの硬質無機材料のサブミクロンスケールでの分散が可能となった。また、既存の混錬法などの複合化手法よりも簡便にコンポジットが作製できるようになり、さらにはプラズマ処理を施すことによって界面が親和性を帯び、界面接着が良くなる場合もあった。高分...

【工学】材料工学：圧電異方性／複合材料を含む研究件

【概要】昨年度に引き続き、1250℃レベルの高温焼成により作製した一方向整列アルミナリボン強化PZT厚膜について、少なくとも|d_<32>-d_<31>|=20pn/V程度の面内圧電異方性(d_<31>=-(85±5)pm/V、d_<32>=-(105±5)pm/V)が発現すること、また、この一方向強化ラミナによる[+45°/-45°]反対称斜向積層"...

【工学】材料工学：圧電捩れ素子／複合材料を含む研究件

❏異方性体の特異な力学効果を利用したFRP圧電素子(13875125)

【研究期間】2001

【キーワード】圧電性 / 複合材料 / 圧電セラミック粒子 / ポリマー / 圧電捩れ素子

【概要】単斜異方性体として特徴づけられる"off-axis"一方向繊維強化ラミナ(UDラミナ)の特異な力学効果"nomal-shear coupling"を利用した新規の圧電材料として、厚さ方向の印加電界(E_3)によって捩振れ変形するモノモルフ圧電素子を考案し、PZT(Pb(Zr, Ti)O_3)微粒子を分散させたエポキシ樹脂とガラス繊維のハイブリッド複合系を設計対象とし...

【工学】材料工学：セラミックコーティング／複合材料を含む研究件

【キーワード】アコースティック・エミッション / 逆演算 / 定量非破壊 / マイクロクラック / 複合材料 (他12件)

【概要】アコースティック・エミッション(AE)変換子で検出した微視割れを、逆演算解析することにより動的に定量評価を行い、かつ超音波探傷子により微視割れ合体の大きさを同定する新しいタイプの非破壊評価機器を開発を行ない、金属、複合材料、セラミックスコーティングの非破壊評価を行った。超音波逆演算装置の開発では、検出されたAE信号V(t)の逆演算を行うことで、割れ体積D(t)を導出し、弾性論による円柱クラックモ...

【工学】材料工学：セラミック基複合材料／複合材料を含む研究件

【研究代表者】田邊靖博 (1999-2000) 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 助教授 (70163607)

【キーワード】セラミックス / 複合材料 / 破壊エネルギー / シャルピー衝撃試験 / 動的亀裂進展 (他8件)

【概要】セラミック基複合材料における破壊エネルギーを如何に評価するか?という問題とそれによって評価された破壊エネルギーが如何なる破壊プロセス(複合材料の微細組織と亀裂進展との関係)を反映したものであるのか?という問題を,全研究期間を通じて取組んできた.その結果,測定精度を確保するためには複合材料の破壊エネルギーが数kJ/m^2以上という条件が必要となるものの,容易に試験片を分断できるという利点からシャルピ...

【キーワード】セラミックス / 複合材料 / 亀裂進展抵抗 / 破壊エネルギー / 曲げ強度 (他12件)

【概要】本年度は前年度までに開発した高温破壊試験装置を用い,代表的な構造用セラミックスである多結晶アルミナとそれを炭化ケイ素ウィスカーで強化した複合材料の曲げ強度及び破壊エネルギーを室温から高温迄測定した.曲げ強度は3mm×4mm断面の角柱状試験片に対し内スパン10mm,外スパン30mmの4点曲げ破壊試験を行う事で評価し,破壊エネルギーは中央にシェブロン切欠きが導入された試験片をスパン30mmの3点曲げ破...

【工学】材料工学：繊維架橋／複合材料を含む研究件

【キーワード】セラミックス / 複合材料 / 亀裂進展抵抗 / 破壊エネルギー / 曲げ強度 (他12件)

【概要】本年度は前年度までに開発した高温破壊試験装置を用い,代表的な構造用セラミックスである多結晶アルミナとそれを炭化ケイ素ウィスカーで強化した複合材料の曲げ強度及び破壊エネルギーを室温から高温迄測定した.曲げ強度は3mm×4mm断面の角柱状試験片に対し内スパン10mm,外スパン30mmの4点曲げ破壊試験を行う事で評価し,破壊エネルギーは中央にシェブロン切欠きが導入された試験片をスパン30mmの3点曲げ破...

【工学】材料工学：繊維強化／複合材料を含む研究件

【概要】昨年度に引き続き、1250℃レベルの高温焼成により作製した一方向整列アルミナリボン強化PZT厚膜について、少なくとも|d_<32>-d_<31>|=20pn/V程度の面内圧電異方性(d_<31>=-(85±5)pm/V、d_<32>=-(105±5)pm/V)が発現すること、また、この一方向強化ラミナによる[+45°/-45°]反対称斜向積層"...

【キーワード】複合材料 / 傾斜機能材料 / 熱応力緩和 / 微視力学(マイクロメカニックス) / クリ-プ (他12件)

【概要】本研究は、耐熱構造材料として注目されているセラミックス-金属系多相材料について、セラミックス(主に繊維状または粒状の分散相)と金属(マトリックス相)熱膨張係数差に起因する熱応力の効果に着目し、微視力学的な観点から、高温変形および破壊の機構を明らかにしようとしたものである。特に、繰り返し加熱・冷却によって生じるラチェット変形(熱サイクル超塑性)に焦点をあてて、理論的および実験的な研究を行った。はじ...

【概要】本継続年度の当初研究実施計画として下記の項目を予定した: 1.NiーWーMo系を対象とし、a)γーαー変系共晶組成の探査、b)最適一方向凝固条件の把握、c)室温〜1100℃の温度域における一方向凝固材の引張試験による強度評価、および 2.折出β相を対象とし、a)折出強化機構の理論的考察の実験的探究、b)β相の溶解・折出に伴う寸法変化の測定、が主な項目である。これらの項目別に研究成果の概要を述べる...

【工学】材料工学：繊維強度／複合材料を含む研究件

【概要】単繊維包埋試験法は、繊維強化複合材料における繊維〜樹脂界面せん断強度を評価する方法として広く用いられている。この方法は、単繊維複合材料に引張荷重を負荷することによって破断した繊維の長さ分布と、別の実験によって求めた繊維の引張強度から界面せん断強度を計算するものである。しかし、複合材料に用いられる繊維は著しい強度分布を示すことが多く、また、複合材料を環境に暴露すると繊維強度が劣化する場合がある等の理...

【工学】材料工学：捩れバイモルフ／複合材料を含む研究件

【概要】昨年度に引き続き、1250℃レベルの高温焼成により作製した一方向整列アルミナリボン強化PZT厚膜について、少なくとも|d_<32>-d_<31>|=20pn/V程度の面内圧電異方性(d_<31>=-(85±5)pm/V、d_<32>=-(105±5)pm/V)が発現すること、また、この一方向強化ラミナによる[+45°/-45°]反対称斜向積層"...

【工学】材料工学：ダイヤモンドライクカーボン(DLC) ／複合材料を含む研究件

【キーワード】ポリマー / 非晶質炭秦 / マイクロ・ナノコンポジット / 蒸着法 / シリカ (他9件)

【概要】本研究では蒸着法を応用した新しい複合材料作製法を用いることで高分子材料と硬質材料のコンポジットを作った。本手法により溶融可能な高分子に対して非晶質炭素やシリカなどの硬質無機材料のサブミクロンスケールでの分散が可能となった。また、既存の混錬法などの複合化手法よりも簡便にコンポジットが作製できるようになり、さらにはプラズマ処理を施すことによって界面が親和性を帯び、界面接着が良くなる場合もあった。高分...

【工学】材料工学：顕微高速赤外線サーモグラフィ／複合材料を含む研究件

【研究代表者】橋本壽正 (橋本寿正) 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (50101001)

【キーワード】熱拡散率 / 温度波 / 界面熱伝達 / 高速赤外分光イメージング / 顕微高速赤外線サーモグラフィ (他7件)

【概要】新機能の発現を求めて、新素材あるいは新規複合材料が開発されてきたが、高機能材料は少量や薄膜であることが多く、従来の方法論では測定が困難であった。本研究では、赤外線カメラを用いた面内の温度分布を高速でとらえる方法を提案した。特に温度変化は温度の性質から急激な減衰があり、ミクロンオーダーからミリオーダーという短距離でしか観測できないことを明らかにし、高倍率赤外線専用レンズを設計試作して、高速顕微赤外...

【工学】材料工学：医療用ポリマ／複合材料を含む研究件

【キーワード】ナノファイバ / 光グラフト重合 / 表面改質 / 親水性 / 生体適合性 (他16件)

【概要】本研究では，当研究室のこれまでの研究成果である「ナノファイバー」、「紫外線照射による光グラフト重合法」、「機能性評価」に関する知見の融合を試み，光グラフト重合法による表面改質を用いた新規機能性ナノファイバーの創製を試みた．その結果，汎用性の高いポリマーを使ったナノファイバー作製に成功した．また，伸縮性と高い弾性率からさまざまな用途に使われているポリウレタンをナノファイバー化し，アクリル酸の光グラフ...

【工学】材料工学：医療用材料／複合材料を含む研究件

【キーワード】ナノファイバ / 光グラフト重合 / 表面改質 / 親水性 / 生体適合性 (他16件)

【概要】本研究では，当研究室のこれまでの研究成果である「ナノファイバー」、「紫外線照射による光グラフト重合法」、「機能性評価」に関する知見の融合を試み，光グラフト重合法による表面改質を用いた新規機能性ナノファイバーの創製を試みた．その結果，汎用性の高いポリマーを使ったナノファイバー作製に成功した．また，伸縮性と高い弾性率からさまざまな用途に使われているポリウレタンをナノファイバー化し，アクリル酸の光グラフ...

【工学】材料工学：カーボンナノファイバー(CNF) ／複合材料を含む研究件

【キーワード】単結晶シリコン / 微粒子 / リチウムイオン電池 / 赤外線焼結 / 厚膜形成 (他16件)

【概要】近年，電気自動車などに用いられているリチウムイオン電池の高容量化が求められている．本研究では，シリコンウェハ製造時に大量に排出される廃シリコン粉末を再利用し，赤外線焼結による低コスト・高容量リチウムイオン電池のシリコン負極の創製を試みた．負極の強度と導電性を付加するために銅粒子やCNFを廃シリコン粉末に混合し赤外線焼結を行い，赤外線焼結条件が膜の特性に対する影響の評価を行った．その結果，本提案手法...

【キーワード】金属基複合材料 / カーボンナノファイバー(CNF) / 金属被覆 / アルミ合金 / 浸透法 (他18件)

【概要】カーボンナノファイバー(CNF)強化複合材料を新東宝で作成するために、まずCNF表面への金属のコーティングを行った。その後コーティングしたCNFのプリフォームを用いて、濡れ性を測定した。さらにプリフォームを用いたアルミの浸透実験を行った。まずコーティングであるが、AlをCNF表面に触媒を用いてコーティングした結果、表面に約5-10nmの厚さで均一なAlのコーティング膜が形成されていた。分析の結果表...

【工学】材料工学：カーボンブラック／複合材料を含む研究件

【キーワード】力学的性質 / 破壊靭性 / 小角X線散乱 / シンクロトロン放射光 / クレーズ (他12件)

【概要】カーボンナノチューブ(CNT)を添加した高分子複合材料の力学的性質に関して近年多数の研究報告がなされているが,CNTの添加効果は系に依存して大きく異なり,必ずしも力学的性質の向上が得られるとは限らない。これは,高分子とCNTの相互作用が高分子の種類やCNT表面の状態に依存することの他に,CNTの凝集体が破壊の起点となることや,試験片形状の影響などが考えられる。本研究では,CNT,気相成長炭素繊維,...

【工学】材料工学：R曲線挙動／複合材料を含む研究件

【キーワード】セラミックス / 複合材料 / 亀裂進展抵抗 / 破壊エネルギー / 曲げ強度 (他12件)

【概要】本年度は前年度までに開発した高温破壊試験装置を用い,代表的な構造用セラミックスである多結晶アルミナとそれを炭化ケイ素ウィスカーで強化した複合材料の曲げ強度及び破壊エネルギーを室温から高温迄測定した.曲げ強度は3mm×4mm断面の角柱状試験片に対し内スパン10mm,外スパン30mmの4点曲げ破壊試験を行う事で評価し,破壊エネルギーは中央にシェブロン切欠きが導入された試験片をスパン30mmの3点曲げ破...

【工学】材料工学：ポリエチレンテレフタラート／複合材料を含む研究件

【キーワード】力学的性質 / 破壊靭性 / 小角X線散乱 / シンクロトロン放射光 / クレーズ (他12件)

【概要】カーボンナノチューブ(CNT)を添加した高分子複合材料の力学的性質に関して近年多数の研究報告がなされているが,CNTの添加効果は系に依存して大きく異なり,必ずしも力学的性質の向上が得られるとは限らない。これは,高分子とCNTの相互作用が高分子の種類やCNT表面の状態に依存することの他に,CNTの凝集体が破壊の起点となることや,試験片形状の影響などが考えられる。本研究では,CNT,気相成長炭素繊維,...

【工学】材料工学：走査型電子顕微鏡／複合材料を含む研究件

【キーワード】金属基複合材料 / 透過電子顕微鏡 / 走査型電子顕微鏡 / 破壊 / 変形 (他14件)

【概要】本研究では、スクイズキャスト法、半溶融および溶融攪拌法、ホットプレス法を用いて複合材料を作製した。強化材料として主に、SiC,Al_<18>B_4O_<33>,TiO_2の粒子、ウイスカ、繊維を用い、マトリックスとしてアルミニウム合金、マグネシウム合金およびチタン合金を用いた。これらの複合材料の機械的性質を明らかにし、その発現原因と走査型電子顕微鏡および透過電子顕微鏡による...

【工学】材料工学：ポリマ／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / コンポジット / ファイバー / 配向 / エレクトロスピニング (他8件)

【概要】本研究では、異種のポリマ-ポリマ複合材料をポリマナノ分散型のポリマ複合材料で実現し，その複合効果を最大限に引き出すことで，理論弾性率に極めて近い１次元（線状）ポリマ分散型複合材料を作製することを目的とした。具体的には，まずエレクトロスピニング法を用いて作製したセルロースアセテートの線状ナノポリマ分散材に対して，化学処理や熱処理を施すことで，高弾性率を有するセルロースのナノポリマ分散材を作製した。つ...

【キーワード】ナノファイバ / ポリマ / 複合材料 / エレクトロスピニング / 生分解 (他12件)

【概要】本研究では、ナノ・マイクロスケールの長繊維をうまく分散させた複合材料作製のための新しい手法を確立すること、および、その確立した新規手法を利用して新しい高機能性複合材料を作製することを目的とした。具体的には、エレクトロスピニング法を用いて、液体性状を有するポリマーやポリマー溶液に対してナノファイバーを噴射することで、母材となるポリマー内に作製したナノファイバーを分散させて複合化する新たな手法を確立し...

【工学】材料工学：マイクロ・ナノコンポジット／複合材料を含む研究件

【キーワード】ポリマー / 非晶質炭秦 / マイクロ・ナノコンポジット / 蒸着法 / シリカ (他9件)

【概要】本研究では蒸着法を応用した新しい複合材料作製法を用いることで高分子材料と硬質材料のコンポジットを作った。本手法により溶融可能な高分子に対して非晶質炭素やシリカなどの硬質無機材料のサブミクロンスケールでの分散が可能となった。また、既存の混錬法などの複合化手法よりも簡便にコンポジットが作製できるようになり、さらにはプラズマ処理を施すことによって界面が親和性を帯び、界面接着が良くなる場合もあった。高分...

【工学】材料工学：光グラフト重合／複合材料を含む研究件

【キーワード】ナノファイバ / 光グラフト重合 / 表面改質 / 親水性 / 生体適合性 (他16件)

【概要】本研究では，当研究室のこれまでの研究成果である「ナノファイバー」、「紫外線照射による光グラフト重合法」、「機能性評価」に関する知見の融合を試み，光グラフト重合法による表面改質を用いた新規機能性ナノファイバーの創製を試みた．その結果，汎用性の高いポリマーを使ったナノファイバー作製に成功した．また，伸縮性と高い弾性率からさまざまな用途に使われているポリウレタンをナノファイバー化し，アクリル酸の光グラフ...

【工学】材料工学：浸透法／複合材料を含む研究件

【キーワード】金属基複合材料 / カーボンナノファイバー(CNF) / 金属被覆 / アルミ合金 / 浸透法 (他18件)

【概要】カーボンナノファイバー(CNF)強化複合材料を新東宝で作成するために、まずCNF表面への金属のコーティングを行った。その後コーティングしたCNFのプリフォームを用いて、濡れ性を測定した。さらにプリフォームを用いたアルミの浸透実験を行った。まずコーティングであるが、AlをCNF表面に触媒を用いてコーティングした結果、表面に約5-10nmの厚さで均一なAlのコーティング膜が形成されていた。分析の結果表...

【工学】材料工学：気相成長炭素繊維(VGCF) ／複合材料を含む研究件

【キーワード】力学的性質 / 破壊靭性 / 小角X線散乱 / シンクロトロン放射光 / クレーズ (他12件)

【概要】カーボンナノチューブ(CNT)を添加した高分子複合材料の力学的性質に関して近年多数の研究報告がなされているが,CNTの添加効果は系に依存して大きく異なり,必ずしも力学的性質の向上が得られるとは限らない。これは,高分子とCNTの相互作用が高分子の種類やCNT表面の状態に依存することの他に,CNTの凝集体が破壊の起点となることや,試験片形状の影響などが考えられる。本研究では,CNT,気相成長炭素繊維,...

【工学】材料工学：亀裂進展挙動／複合材料を含む研究件

【キーワード】セラミックス / 複合材料 / 亀裂進展抵抗 / 破壊エネルギー / 曲げ強度 (他12件)

【概要】本年度は前年度までに開発した高温破壊試験装置を用い,代表的な構造用セラミックスである多結晶アルミナとそれを炭化ケイ素ウィスカーで強化した複合材料の曲げ強度及び破壊エネルギーを室温から高温迄測定した.曲げ強度は3mm×4mm断面の角柱状試験片に対し内スパン10mm,外スパン30mmの4点曲げ破壊試験を行う事で評価し,破壊エネルギーは中央にシェブロン切欠きが導入された試験片をスパン30mmの3点曲げ破...

【工学】材料工学：亀裂進展抵抗／複合材料を含む研究件

【キーワード】セラミックス / 複合材料 / 亀裂進展抵抗 / 破壊エネルギー / 曲げ強度 (他12件)

【概要】本年度は前年度までに開発した高温破壊試験装置を用い,代表的な構造用セラミックスである多結晶アルミナとそれを炭化ケイ素ウィスカーで強化した複合材料の曲げ強度及び破壊エネルギーを室温から高温迄測定した.曲げ強度は3mm×4mm断面の角柱状試験片に対し内スパン10mm,外スパン30mmの4点曲げ破壊試験を行う事で評価し,破壊エネルギーは中央にシェブロン切欠きが導入された試験片をスパン30mmの3点曲げ破...

【工学】材料工学：亀裂先端閉口応力／複合材料を含む研究件

【キーワード】セラミックス / 複合材料 / 亀裂進展抵抗 / 破壊エネルギー / 曲げ強度 (他12件)

【概要】本年度は前年度までに開発した高温破壊試験装置を用い,代表的な構造用セラミックスである多結晶アルミナとそれを炭化ケイ素ウィスカーで強化した複合材料の曲げ強度及び破壊エネルギーを室温から高温迄測定した.曲げ強度は3mm×4mm断面の角柱状試験片に対し内スパン10mm,外スパン30mmの4点曲げ破壊試験を行う事で評価し,破壊エネルギーは中央にシェブロン切欠きが導入された試験片をスパン30mmの3点曲げ破...

【工学】材料工学：親水化／複合材料を含む研究件

【キーワード】ナノファイバ / 光グラフト重合 / 表面改質 / 親水性 / 生体適合性 (他16件)

【概要】本研究では，当研究室のこれまでの研究成果である「ナノファイバー」、「紫外線照射による光グラフト重合法」、「機能性評価」に関する知見の融合を試み，光グラフト重合法による表面改質を用いた新規機能性ナノファイバーの創製を試みた．その結果，汎用性の高いポリマーを使ったナノファイバー作製に成功した．また，伸縮性と高い弾性率からさまざまな用途に使われているポリウレタンをナノファイバー化し，アクリル酸の光グラフ...

【工学】材料工学：ミクロ界面／複合材料を含む研究件

【概要】複合材料における界面の制御は、諸物性(力学、電気、熱等)の異方性発現に極めて重要である。筆者は、高分子複合材料の熱伝導の異方性と熱的界面に着目し、温度波を用いたミクロ界面の熱伝導性の測定にもとづき、力学場、電場、磁場による熱伝導超異方性材料の設計、開発の指針を得るとともに、ミクロスケールの界面の秩序性と熱伝導異方性との相関を明確にすることを目的とした。初年度は、外場印可のもとに界面の熱伝達を制御...

【工学】材料工学：非晶質炭秦／複合材料を含む研究件

【キーワード】ポリマー / 非晶質炭秦 / マイクロ・ナノコンポジット / 蒸着法 / シリカ (他9件)

【概要】本研究では蒸着法を応用した新しい複合材料作製法を用いることで高分子材料と硬質材料のコンポジットを作った。本手法により溶融可能な高分子に対して非晶質炭素やシリカなどの硬質無機材料のサブミクロンスケールでの分散が可能となった。また、既存の混錬法などの複合化手法よりも簡便にコンポジットが作製できるようになり、さらにはプラズマ処理を施すことによって界面が親和性を帯び、界面接着が良くなる場合もあった。高分...

【工学】材料工学：コンポキャスト法／複合材料を含む研究件

【キーワード】金属基複合材料 / 透過電子顕微鏡 / 走査型電子顕微鏡 / 破壊 / 変形 (他14件)

【概要】本研究では、スクイズキャスト法、半溶融および溶融攪拌法、ホットプレス法を用いて複合材料を作製した。強化材料として主に、SiC,Al_<18>B_4O_<33>,TiO_2の粒子、ウイスカ、繊維を用い、マトリックスとしてアルミニウム合金、マグネシウム合金およびチタン合金を用いた。これらの複合材料の機械的性質を明らかにし、その発現原因と走査型電子顕微鏡および透過電子顕微鏡による...

【工学】材料工学：高温破壊靱性／複合材料を含む研究件

【キーワード】セラミックス / 複合材料 / 亀裂進展抵抗 / 破壊エネルギー / 曲げ強度 (他12件)

【概要】本年度は前年度までに開発した高温破壊試験装置を用い,代表的な構造用セラミックスである多結晶アルミナとそれを炭化ケイ素ウィスカーで強化した複合材料の曲げ強度及び破壊エネルギーを室温から高温迄測定した.曲げ強度は3mm×4mm断面の角柱状試験片に対し内スパン10mm,外スパン30mmの4点曲げ破壊試験を行う事で評価し,破壊エネルギーは中央にシェブロン切欠きが導入された試験片をスパン30mmの3点曲げ破...

【工学】材料工学：遮熱構造／複合材料を含む研究件

【概要】遮熱構造部材への適用を想定したセラミックス/金属系傾斜機能材料(Functionally Graded Materials,以下FGMと略記)の熱応力緩和設計に関し,構成相レベルでの微視的な応力/ひずみ状態から解析する独自の微視力学アプローチを展開した.とくに金属相の塑性変形による非弾性効果を積極的に考慮している点が特色である.最も基本的な薄肉平板状FGM構造の板厚方向一次元熱流による非定常熱応力...

【工学】材料工学：炭化珪素／複合材料を含む研究件

❏高効率コンバインド発電システム用SiC繊維強化酸化物マトリックス動翼材の開発研究(12555208)

【概要】酸化物をマトリックスとする焼結SiC繊維強化複合材料の製造プロセス、および機棟的性質に関する検討を行った。製造プロセスとしては、溶融含浸法、スラリー含浸法、ともに可能であり、緻密なマトリックスを得ることが出来た。Al203-YAGマトリックスの場合は、1300℃での曲げ強度が780MPaであり常温の破壊エネルギーも14000J/m2に達した。しかし、界面強度調整のためのグラファイトの酸化問題と、強...

【工学】材料工学：ヒドロキシアパタイト／複合材料を含む研究件

【キーワード】ハイブリッド材料 / 自己組織化 / バイオミネラリゼーション / 結晶成長 / コロイド粒子 (他16件)

【概要】水溶性高分子によって安定化した無機結晶のアモルファス前駆体の結晶化を、高分子基板で制御することにより、形状や配向を制御したヒドロキシアパタイトや酸化亜鉛の薄膜結晶を作製する手法を開発した。また、アモルファス無機粒子を異方的なコロイド結晶へと制御して変化させることにより、世界初となる炭酸カルシウムやヒドロキシアパタイトの液晶化にも成功した。さらに高分子ゲルと無機結晶を精密に複合化することにより、透明...

【工学】材料工学：負の熱膨張／複合材料を含む研究件

【概要】負の熱膨張率を有するセラミック粒子（Zr2WP2O12とZr2MoP2O12）を合成し、ポリイミドと複合化することで熱膨張率が20 ppm/K以下のポリマー／セラミックス複合材を作製した。まず、Zr2MoP2O12の焼結体を作製し、その熱的機械的性質を明らかにした。次に、ポリマー／セラミックス複合材を作製した。ポリマーの前駆体とセラミック粒子の混合プロセス、ポリマーの重合プロセスを最適化することで...

【工学】材料工学：ファイバー／複合材料を含む研究件

❏異種のポリマ‐ポリマ複合化を実現する新しい１次元分散型異方性複合材料の創製（国際共同研究強化）(15KK0244)

【キーワード】複合材料 / コンポジット / ファイバー / エレクトロスピニング / ポリマー (他8件)

【概要】本研究では、研究代表者が基盤研究Aで実験的に実現しようとしているポリマナノ複合材料の研究をおし進め、新規物性を有する複合材料を効率的に創り出すことを目的としている。特に本研究では、材料どうしの機械的な複合と化学的な相溶という2種類のスケールの違う複合化に着目し、その2点を融合し、機械的複合化で生じた界面エラー（低接着、ボイド）等のボトムアップ対策を研究してきた。具体的には、化学的な相溶性を考慮し、...

【キーワード】複合材料 / コンポジット / ファイバー / 配向 / エレクトロスピニング (他8件)

【概要】本研究では、異種のポリマ-ポリマ複合材料をポリマナノ分散型のポリマ複合材料で実現し，その複合効果を最大限に引き出すことで，理論弾性率に極めて近い１次元（線状）ポリマ分散型複合材料を作製することを目的とした。具体的には，まずエレクトロスピニング法を用いて作製したセルロースアセテートの線状ナノポリマ分散材に対して，化学処理や熱処理を施すことで，高弾性率を有するセルロースのナノポリマ分散材を作製した。つ...

【キーワード】ナノファイバ / ポリマ / 複合材料 / エレクトロスピニング / 生分解 (他12件)

【概要】本研究では、ナノ・マイクロスケールの長繊維をうまく分散させた複合材料作製のための新しい手法を確立すること、および、その確立した新規手法を利用して新しい高機能性複合材料を作製することを目的とした。具体的には、エレクトロスピニング法を用いて、液体性状を有するポリマーやポリマー溶液に対してナノファイバーを噴射することで、母材となるポリマー内に作製したナノファイバーを分散させて複合化する新たな手法を確立し...

【工学】材料工学：骨置換材料／複合材料を含む研究件

【キーワード】リン酸カルシウム / アパタイト / 生体材料 / 骨置換材料 / セラミックス (他8件)

【概要】リン酸カルシウム系セラミックスには生体親和性に優れたものがあり,中でもアパタイトは,骨充填材料等として既に一部実用化されている。骨形成に有利な多孔体あるいは顆粒が骨充填材料として一般に使用されているが,現行の材料には強度特性に問題が残り,臨床応用可能な部位や術式が限定されている。本研究代表者は,術語から新生骨が形成されはじめるまでの期間や一定の強度を有し,その後骨形成に有利な足場を多く供給する新し...

【工学】材料工学：フィラー／複合材料を含む研究件

【概要】負の熱膨張率を有するセラミック粒子（Zr2WP2O12とZr2MoP2O12）を合成し、ポリイミドと複合化することで熱膨張率が20 ppm/K以下のポリマー／セラミックス複合材を作製した。まず、Zr2MoP2O12の焼結体を作製し、その熱的機械的性質を明らかにした。次に、ポリマー／セラミックス複合材を作製した。ポリマーの前駆体とセラミック粒子の混合プロセス、ポリマーの重合プロセスを最適化することで...

【工学】材料工学：C複合材料／複合材料を含む研究件

【概要】昨年までの原子状酸素照射実験の結果、試験片の質量損失は照射時間にほぼ比例することが分かった。また、試験片表面の温度が劣化に深くかかわっていることが分かった。これらの結果を踏まえて、今年度は、より原子状酸素の照射速度を高めるためDCアークジェットの改良型を試作した。これを、超高真空状態を実現可能なスペースチャンバ内に設置し、3種類の試験片(グラファイト、C/C、Si-CC)について照射実験を行った。...

【工学】材料工学：EL ／複合材料を含む研究件

【概要】炭素繊維複合材料のプリプレグシートの間にZnS半導体粉末からなる無機EL粉末を接着剤で硬化させた層を挟み,成形することで,層間にEL発光層が形成され,炭素繊維を電極として層間に50Hz200V程度の交流電圧をかけることで発光させることが可能となる.CFRPにマトリックス割れなどの損傷が生じるとそこからの漏洩光で損傷を発見することができる.本研究ではこのEL素子を利用した自己発光式損傷検出知的複合材...

【工学】材料工学：メカニカルアロイング／複合材料を含む研究件

【キーワード】メカニカルアロイング / メカノケミストリー / 金属間化合物 / 固相反応 / 反応ミリング (他9件)

【概要】1.反応系の系統化:金属(Zr,Ti,Ni,Nb,Al)-ヘプタン系及びTi-セラミックス(Si_3N_4、SiC)系について、メカニカルアロイングにおける反応性をミリングによる蓄積エネルギーと関連づけた。DSC測定から求めた蓄積エネルギーと化学分析から求めた反応量とに明確な関連が確かめられた。反応の開始はミリングによるエネルギー蓄積の大きいZr,Tiの順で早期に開始されること、また反応開始に潜伏...

【工学】材料工学：メソ構造／複合材料を含む研究件

【概要】メゾ構造を「さらにミクロな基本構造を含む複合構造」と定義し,編物複合材料の繊維束に注目したメゾ構造モデルを作成した.切欠付き平板およびリブ付きパネルの階層モデリング手法に基づく応力解析を行い,提案するメゾ的見地に立ったシミュレーション技法の妥当性を検証した.メゾ構造中に生じる応力の評価において,高い解析精度が得られることが確かめられた.ここで用いた有限要素重ね合わせ法をさらに発展させ,周期的不均質...

【工学】材料工学：水熱／複合材料を含む研究件

【キーワード】リン酸カルシウム / アパタイト / 生体材料 / 骨置換材料 / セラミックス (他8件)

【概要】リン酸カルシウム系セラミックスには生体親和性に優れたものがあり,中でもアパタイトは,骨充填材料等として既に一部実用化されている。骨形成に有利な多孔体あるいは顆粒が骨充填材料として一般に使用されているが,現行の材料には強度特性に問題が残り,臨床応用可能な部位や術式が限定されている。本研究代表者は,術語から新生骨が形成されはじめるまでの期間や一定の強度を有し,その後骨形成に有利な足場を多く供給する新し...

【工学】材料工学：β-TCP ／複合材料を含む研究件

【キーワード】リン酸カルシウム / アパタイト / 生体材料 / 骨置換材料 / セラミックス (他8件)

【概要】リン酸カルシウム系セラミックスには生体親和性に優れたものがあり,中でもアパタイトは,骨充填材料等として既に一部実用化されている。骨形成に有利な多孔体あるいは顆粒が骨充填材料として一般に使用されているが,現行の材料には強度特性に問題が残り,臨床応用可能な部位や術式が限定されている。本研究代表者は,術語から新生骨が形成されはじめるまでの期間や一定の強度を有し,その後骨形成に有利な足場を多く供給する新し...

【工学】プロセス・化学工学：粒子充てん樹脂／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / 粒子充てん複合材料 / 顕微IR / 腐食劣化 / エポキシ樹脂 (他11件)

【概要】本研究は、特に微視的な見地から複合材料を含む高分子材料の腐食劣化機構の解明を目的とするものである。腐食劣化反応の起きていると考えられる腐食層のフロントや複合材料における第2相(強化繊維やフィラー)との界面に着目し、具体的には微視的にどこまでが変色を含めた物理的な変化を受け、どこまで外部環境が拡散侵入し、最終的にどこまでが実際に化学反応を起こしているのかを解明することが鍵となる。そして機構解明により...

【工学】プロセス・化学工学：粒子充てん複合材料／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / 粒子充てん複合材料 / 顕微IR / 腐食劣化 / エポキシ樹脂 (他11件)

【概要】本研究は、特に微視的な見地から複合材料を含む高分子材料の腐食劣化機構の解明を目的とするものである。腐食劣化反応の起きていると考えられる腐食層のフロントや複合材料における第2相(強化繊維やフィラー)との界面に着目し、具体的には微視的にどこまでが変色を含めた物理的な変化を受け、どこまで外部環境が拡散侵入し、最終的にどこまでが実際に化学反応を起こしているのかを解明することが鍵となる。そして機構解明により...

【工学】プロセス・化学工学：生分解／複合材料を含む研究件

【キーワード】ナノファイバ / ポリマ / 複合材料 / エレクトロスピニング / 生分解 (他12件)

【概要】本研究では、ナノ・マイクロスケールの長繊維をうまく分散させた複合材料作製のための新しい手法を確立すること、および、その確立した新規手法を利用して新しい高機能性複合材料を作製することを目的とした。具体的には、エレクトロスピニング法を用いて、液体性状を有するポリマーやポリマー溶液に対してナノファイバーを噴射することで、母材となるポリマー内に作製したナノファイバーを分散させて複合化する新たな手法を確立し...

【工学】プロセス・化学工学：傾斜機能材料／複合材料を含む研究件

【キーワード】傾斜機能材料 / 熱物性 / フォトアコースティック法 / 温度伝導率 / 複合材料 (他7件)

【概要】本研究では、傾斜機能材料(FGM)の熱物性値評価装置の開発の開発を目標として,フォトアコースティック法とフォトサーマル法の原理による測定方法の検討を行った。研究成果は以下のようにまとめられる。 1.フォトアコースティック法の測定理論をFGM測定用に拡張し,多層膜における表面温度のAC応答成分の理論解を求めた。 2.得られた温度応答の解から,FGM内部の熱物性値がどのように分布しているかを計算する逆...

【概要】遮熱構造部材への適用を想定したセラミックス/金属系傾斜機能材料(Functionally Graded Materials,以下FGMと略記)の熱応力緩和設計に関し,構成相レベルでの微視的な応力/ひずみ状態から解析する独自の微視力学アプローチを展開した.とくに金属相の塑性変形による非弾性効果を積極的に考慮している点が特色である.最も基本的な薄肉平板状FGM構造の板厚方向一次元熱流による非定常熱応力...

【キーワード】階層型ニューラルネットワーク / 計算力学 / 破壊力学 / 傾斜機能材料 / 複合材料 (他11件)

【概要】非均質構造材料には、多様な要求に応えるために複数の素材を積層化、分散化、傾斜機能化によって組み合わせたいわゆる複合材と、均質構造材料を接着・接合・溶接した構造が含まれる。均質材と比較すると、これらに共通する特徴として、構成素材の物性値の差、混合比率、混合法が材料のマクロ性能(剛性、破壊強度、継ぎ手効率、振動特性、熱、電気特性など)を決定する制御パラメータとして加わることが挙げられる。このために、設...

【工学】プロセス・化学工学：顕微IR ／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / 粒子充てん複合材料 / 顕微IR / 腐食劣化 / エポキシ樹脂 (他11件)

【概要】本研究は、特に微視的な見地から複合材料を含む高分子材料の腐食劣化機構の解明を目的とするものである。腐食劣化反応の起きていると考えられる腐食層のフロントや複合材料における第2相(強化繊維やフィラー)との界面に着目し、具体的には微視的にどこまでが変色を含めた物理的な変化を受け、どこまで外部環境が拡散侵入し、最終的にどこまでが実際に化学反応を起こしているのかを解明することが鍵となる。そして機構解明により...

【工学】プロセス・化学工学：測定システム／複合材料を含む研究件

【キーワード】エネルギー吸収 / 動的圧潰 / 衝撃試験機 / 薄肉断面部材 / 金属材料 (他21件)

【概要】昨年度までに完成した衝突試験システムにより,金属系ではスチールおよびアルミニウムにより,非金属系では炭素およびガラス繊維強化プラスチックによりそれぞれ製作された薄肉円筒および薄肉正方形試験体の衝撃圧潰試験を行った.金属系の試験体では,主に折り畳みによる安定な逐次圧潰が現れ,荷重の変動はあるもののエネルギー吸収は潰れの進行に対して比較的に推移した.また,同時に行われた静圧潰試験による結果と比較したと...

【工学】プロセス・化学工学：非酸化物／複合材料を含む研究件

【概要】SiC分散アルミナ系について、二流体ノズル噴霧方式および超音波噴霧方式により、粉末合成を試み、それぞれの方法で作製した粉末の性状の評価を行った後、さらに、それらの粉末を用いて焼結体を作製し、その機械的性質を明らかにした。原料溶液は、0.3mol/lの硝酸アルミニウム水溶液に、分散材である平均粒径0.26ミクロンのSiC粉末を分散した懸濁液を使用した。二流体ノズル噴霧方式では、改良した溶液注入系を用...

【工学】プロセス・化学工学：耐食FRP ／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / 粒子充てん複合材料 / 顕微IR / 腐食劣化 / エポキシ樹脂 (他11件)

【概要】本研究は、特に微視的な見地から複合材料を含む高分子材料の腐食劣化機構の解明を目的とするものである。腐食劣化反応の起きていると考えられる腐食層のフロントや複合材料における第2相(強化繊維やフィラー)との界面に着目し、具体的には微視的にどこまでが変色を含めた物理的な変化を受け、どこまで外部環境が拡散侵入し、最終的にどこまでが実際に化学反応を起こしているのかを解明することが鍵となる。そして機構解明により...

【工学】プロセス・化学工学：噴霧熱分解／複合材料を含む研究件

【概要】SiC分散アルミナ系について、二流体ノズル噴霧方式および超音波噴霧方式により、粉末合成を試み、それぞれの方法で作製した粉末の性状の評価を行った後、さらに、それらの粉末を用いて焼結体を作製し、その機械的性質を明らかにした。原料溶液は、0.3mol/lの硝酸アルミニウム水溶液に、分散材である平均粒径0.26ミクロンのSiC粉末を分散した懸濁液を使用した。二流体ノズル噴霧方式では、改良した溶液注入系を用...

【工学】プロセス・化学工学：タングステン／複合材料を含む研究件

【概要】本継続年度の当初研究実施計画として下記の項目を予定した: 1.NiーWーMo系を対象とし、a)γーαー変系共晶組成の探査、b)最適一方向凝固条件の把握、c)室温〜1100℃の温度域における一方向凝固材の引張試験による強度評価、および 2.折出β相を対象とし、a)折出強化機構の理論的考察の実験的探究、b)β相の溶解・折出に伴う寸法変化の測定、が主な項目である。これらの項目別に研究成果の概要を述べる...

【工学】プロセス・化学工学：コアシェル／複合材料を含む研究件

【キーワード】セルロースナノファイバー / エマルション / マイクロ粒子 / ナノセルロース / コアシェル (他7件)

【概要】セルロースナノファイバーは植物由来の超微細繊維であり、機能性材料化へ向けてナノファイバーの精密な集積・成形技術が求められています。本研究では、木材由来セルロースナノファイバーを微細粒子表面で薄膜状に精密集積する技術を、水中・常圧・低温という温和な条件で確立しました。粒子表面でセルロースナノファイバーは厚さ約10 nmの均一な膜を形成しており、薬剤や金属イオンを高効率で担持/放出する性質を有していま...

【工学】プロセス・化学工学：加水分解／複合材料を含む研究件

【概要】耐食FRPの化学的な腐食劣化に対し,光ファイバを利用したオンラインモニタリングにより非破壊で定量的評価を行うことを目的に研究を行った.まず,耐食FRP用マトリックス樹脂として使用されているイソフタル酸系不飽和ポリエステル樹脂を水酸化ナトリウム水溶液中に浸せきし,腐食挙動を観察したところ,表面から変色層を形成しながら腐食が内部に進行するタイプの腐食層形成型腐食であることが明らかになった.変色層はアル...

【キーワード】複合材料 / 粒子充てん複合材料 / 顕微IR / 腐食劣化 / エポキシ樹脂 (他11件)

【概要】本研究は、特に微視的な見地から複合材料を含む高分子材料の腐食劣化機構の解明を目的とするものである。腐食劣化反応の起きていると考えられる腐食層のフロントや複合材料における第2相(強化繊維やフィラー)との界面に着目し、具体的には微視的にどこまでが変色を含めた物理的な変化を受け、どこまで外部環境が拡散侵入し、最終的にどこまでが実際に化学反応を起こしているのかを解明することが鍵となる。そして機構解明により...

【工学】プロセス・化学工学：ハイドロゲル／複合材料を含む研究件

【キーワード】ポリマー / 熱可逆性 / ハイドロゲル / ダブルネットワーク / 複合材料 (他8件)

【概要】本研究は、自然由来の材料であるセルロースと高機能ハイドロゲルの研究を融合した新しいソフトマターの研究である。ここでは、TEMPO酸化セルロースナノファイバー (tCNF) に、物理架橋で形成したデュアルネットワーク構造を通して、高強度・高透明性・高含水性を併せ持つ熱可逆性ゲルの作製を目指した。具体的には、カルボキシ基を有するtCNFとポリアクリル酸を混合し凍結させ、エチレンジアミンを導入し、水素結...

【工学】プロセス・化学工学：単層カーボンナノチューブ／複合材料を含む研究件

❏高密度・高配向性単層カーボンナノチューブの複合材料化と特性評価(23760179)

【研究代表者】千足昇平東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (50434022)

【キーワード】単層カーボンナノチューブ / ポリマー / 複合材料 / 炭素ナノチューブ

【概要】ナノテクノジーの重要な材料の1つである単層カーボンナノチューブ（Single-Walled Carbon Nanotube，SWNT）の工学的応用に向け基板に対し垂直または水平に配向した構造を作製する技術を開発・検討した．直径，長さ，結晶性の高さなど個々のSWNT構造の制御だけでなく，配向性の向上や密度の制御，また配向メカニズムなどについて明らかにし，その物性の計測・分析を行った．さらにポリマーと...

【工学】プロセス・化学工学：合成／複合材料を含む研究件

【概要】負の熱膨張率を有するセラミック粒子（Zr2WP2O12とZr2MoP2O12）を合成し、ポリイミドと複合化することで熱膨張率が20 ppm/K以下のポリマー／セラミックス複合材を作製した。まず、Zr2MoP2O12の焼結体を作製し、その熱的機械的性質を明らかにした。次に、ポリマー／セラミックス複合材を作製した。ポリマーの前駆体とセラミック粒子の混合プロセス、ポリマーの重合プロセスを最適化することで...

【概要】SiC分散アルミナ系について、二流体ノズル噴霧方式および超音波噴霧方式により、粉末合成を試み、それぞれの方法で作製した粉末の性状の評価を行った後、さらに、それらの粉末を用いて焼結体を作製し、その機械的性質を明らかにした。原料溶液は、0.3mol/lの硝酸アルミニウム水溶液に、分散材である平均粒径0.26ミクロンのSiC粉末を分散した懸濁液を使用した。二流体ノズル噴霧方式では、改良した溶液注入系を用...

【工学】プロセス・化学工学：CVD法／複合材料を含む研究件

【キーワード】カーボンナノチューブ / 強度特性 / CVD法 / 強度発現メカニズム / 分子間力 (他14件)

【概要】本研究では高強度無撚CNT糸の創製を目的とし，これまでにCNTの合成条件検討やCNT紡績糸作製条件の最適化，ポリマー含浸（PAA/DMSO処理）による無撚CNT糸の高強度化を行い，無撚CNT糸の機械的特性の向上を検討した．また，薄層・細径なCNTを原料として，基板法から得られるCNT紡績糸の強度ならびに湿式紡績手法により作製されたCNT 糸の各種物性値評価及び高強度化のための処理条件検討を行った．...

【工学】プロセス・化学工学：配向／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / コンポジット / ファイバー / 配向 / エレクトロスピニング (他8件)

【概要】本研究では、異種のポリマ-ポリマ複合材料をポリマナノ分散型のポリマ複合材料で実現し，その複合効果を最大限に引き出すことで，理論弾性率に極めて近い１次元（線状）ポリマ分散型複合材料を作製することを目的とした。具体的には，まずエレクトロスピニング法を用いて作製したセルロースアセテートの線状ナノポリマ分散材に対して，化学処理や熱処理を施すことで，高弾性率を有するセルロースのナノポリマ分散材を作製した。つ...

【工学】プロセス・化学工学：グラフト重合／複合材料を含む研究件

【キーワード】多孔性配位高分子 / 有機-金属多面体 / ガス分離膜 / グラフト重合 / 中空錯体 (他8件)

【概要】細胞膜に存在する膜貫通タンパク質のイオン分離機構に着想を得て、本課題では多孔性配位高分子(PCP)をチャネルに見立てたガス分離膜の開発を行った。PCPと高分子の複合化手法を検討する過程で、PCPの分子状類縁体である中空ケージ錯体「有機-金属多面体(MOP)」の表面から高分子をグラフト重合する手法を見出した。得られた高分子グラフトMOPをフィルム化し、ガス透過性を評価したところ、フィルムは二酸化炭素...

【キーワード】ナノファイバ / 光グラフト重合 / 表面改質 / 親水性 / 生体適合性 (他16件)

【概要】本研究では，当研究室のこれまでの研究成果である「ナノファイバー」、「紫外線照射による光グラフト重合法」、「機能性評価」に関する知見の融合を試み，光グラフト重合法による表面改質を用いた新規機能性ナノファイバーの創製を試みた．その結果，汎用性の高いポリマーを使ったナノファイバー作製に成功した．また，伸縮性と高い弾性率からさまざまな用途に使われているポリウレタンをナノファイバー化し，アクリル酸の光グラフ...

【工学】プロセス・化学工学：炭化けい素繊維／複合材料を含む研究件

【概要】本研究はSiC/Al複合材料を1つの例とし金属系複合材料に於て最も大きな問題となるマトリックスの内部歪及び界面における化学的変化を電子顕微鏡のみならず構造敏感な性質である内部摩擦測定法を通じて計測しそれをキャラクタリゼーションの1つとして用いることを目的として行ったものである。実験方法としては周波数、温度に関して幅広いスペクトルを計測するため2つの装置を作製した。1つは10^<-5>〜...

【工学】プロセス・化学工学：リチウムイオン電池／複合材料を含む研究件

【キーワード】単結晶シリコン / 微粒子 / リチウムイオン電池 / 赤外線焼結 / 厚膜形成 (他16件)

【概要】近年，電気自動車などに用いられているリチウムイオン電池の高容量化が求められている．本研究では，シリコンウェハ製造時に大量に排出される廃シリコン粉末を再利用し，赤外線焼結による低コスト・高容量リチウムイオン電池のシリコン負極の創製を試みた．負極の強度と導電性を付加するために銅粒子やCNFを廃シリコン粉末に混合し赤外線焼結を行い，赤外線焼結条件が膜の特性に対する影響の評価を行った．その結果，本提案手法...

【工学】プロセス・化学工学：剛性率／複合材料を含む研究件

【概要】高応力下で一定の応力を負荷してクリープ変形あるいは複合材料の界面剥離等を誘起させ、その後の内部摩擦を測定し、界面機能を評価する装置を開発することが目的である。この3年間で、(1):振幅依存性が測定できる高温用チャックの開発、(2):振幅依存性から複合材料の界面剥離現象を把握する、(3):C/C複合材料のデータ収集、(4):本装置の限界の把握、の項目について検討した。その結果、剛性の高いしっかりした...

【工学】プロセス・化学工学：粒子の分散／複合材料を含む研究件

【キーワード】サスペンション / アルミナ / 複合材料 / 粒子の分散 / スリップキャスト (他11件)

【概要】水を分散媒としたアルミナ1成分系およびアルミナーシリカとアルミナージルコニア2成分系サスペンション中の粉体粒子の分散性に及ぼすpHおよび中性塩濃度の影響を調べ、泥しょう鋳込み成形により作製した成形体の性質との関係を明らかにした。サスペンションの性質としてζー電位、レオロジ-特性、沈降体積などを、成形体の性質として成形密度、開気孔径分布、焼結挙動(1成分系)、成分分布の均一性(2成分系)を調べた。 ...

【工学】プロセス・化学工学：界面剥離／複合材料を含む研究件

【概要】高応力下で一定の応力を負荷してクリープ変形あるいは複合材料の界面剥離等を誘起させ、その後の内部摩擦を測定し、界面機能を評価する装置を開発することが目的である。この3年間で、(1):振幅依存性が測定できる高温用チャックの開発、(2):振幅依存性から複合材料の界面剥離現象を把握する、(3):C/C複合材料のデータ収集、(4):本装置の限界の把握、の項目について検討した。その結果、剛性の高いしっかりした...

❏アコースティック・エミッションの波形解析によるセラミックスの微小亀裂の同定(59470060)

【研究代表者】安田栄一東京工大, 工業材料研究所, 助教授 (70016830)

【研究期間】1984 - 1986

【キーワード】アコースティック・エミッション / AE / セラミックス / 微小き裂 / 破壊靭性 (他7件)

【概要】セラミックスは靭性に乏しく、き裂の発生伝播を検出し、き烈の種類を同定することは極めて重要である。本研究はき裂の同定をAE法で行おうとするものである。本年度は以下のような知見を得た。 (1):AE法によるセラミックスの靭性評価:IM法において、メディアンき裂の発生に伴なうAEに含まれる情報の内、破壊靭性評価に直接関係するものは縦波の最初の部分であり、振巾値の二乗すなわちAEのエネルギーはき裂の面積に...

【工学】プロセス・化学工学：内耗／複合材料を含む研究件

【概要】高応力下で一定の応力を負荷してクリープ変形あるいは複合材料の界面剥離等を誘起させ、その後の内部摩擦を測定し、界面機能を評価する装置を開発することが目的である。この3年間で、(1):振幅依存性が測定できる高温用チャックの開発、(2):振幅依存性から複合材料の界面剥離現象を把握する、(3):C/C複合材料のデータ収集、(4):本装置の限界の把握、の項目について検討した。その結果、剛性の高いしっかりした...

【工学】プロセス・化学工学：複合材料内耗／複合材料を含む研究件

【概要】高応力下で一定の応力を負荷してクリープ変形あるいは複合材料の界面剥離等を誘起させ、その後の内部摩擦を測定し、界面機能を評価する装置を開発することが目的である。この3年間で、(1):振幅依存性が測定できる高温用チャックの開発、(2):振幅依存性から複合材料の界面剥離現象を把握する、(3):C/C複合材料のデータ収集、(4):本装置の限界の把握、の項目について検討した。その結果、剛性の高いしっかりした...

【工学】プロセス・化学工学：ウィスカー／複合材料を含む研究件

【キーワード】水酸アパタイト / リン酸カルシウム / アパタイト複合体 / 生体親和性 / 破壊靭性 (他12件)

【概要】整形外科領域において人工材料の使用頻度は年々増加している。ところが、臨床報告の蓄積に伴って、生体材料から受ける様々な問題点が明らかになってきた。特に、長期間使用した場合の問題点は、生体骨と材料との界面に生ずるゆがみ(ルーズニング)である。ルーズニングの原因は、(1)材料と生体骨との機械的特性(特に靭性)の違いが大きすぎること、(2)材料と生体骨との結合界面に柔軟性が乏しく、応力集中を受けることにあ...

【キーワード】Al-Li合金 / Al-Mg合金 / スクイズキャスティング / 複合材料 / 界面反応 (他15件)

【概要】低密度、高強度、高弾性率を有する高性能アルミニウム合金材料の開発を目的として、SiCウイスカ強化Al-LiおよびAl-Mg合金複合材料についてスクイズキャステキング法による作製技術の確立と、組織制御における性能特性の関係を解明した。鋳造過程で、合金溶湯のSiCプリフォーム内への浸透経路に沿ってLi,Mg原子が捕獲され、欠乏する異常マクロ偏析現象を見出した。これはプリフォーム内に存在するSiO_2...

【キーワード】複合材料 / 傾斜機能材料 / 熱応力緩和 / 微視力学(マイクロメカニックス) / クリ-プ (他12件)

【概要】本研究は、耐熱構造材料として注目されているセラミックス-金属系多相材料について、セラミックス(主に繊維状または粒状の分散相)と金属(マトリックス相)熱膨張係数差に起因する熱応力の効果に着目し、微視力学的な観点から、高温変形および破壊の機構を明らかにしようとしたものである。特に、繰り返し加熱・冷却によって生じるラチェット変形(熱サイクル超塑性)に焦点をあてて、理論的および実験的な研究を行った。はじ...

【工学】プロセス・化学工学：スリップキャスト／複合材料を含む研究件

【キーワード】サスペンション / アルミナ / 複合材料 / 粒子の分散 / スリップキャスト (他11件)

【概要】水を分散媒としたアルミナ1成分系およびアルミナーシリカとアルミナージルコニア2成分系サスペンション中の粉体粒子の分散性に及ぼすpHおよび中性塩濃度の影響を調べ、泥しょう鋳込み成形により作製した成形体の性質との関係を明らかにした。サスペンションの性質としてζー電位、レオロジ-特性、沈降体積などを、成形体の性質として成形密度、開気孔径分布、焼結挙動(1成分系)、成分分布の均一性(2成分系)を調べた。 ...

【工学】プロセス・化学工学：歪検出／複合材料を含む研究件

【概要】構造材料のリサイクル性を考慮にいれ、これを前提として材料の設計を行う場合、使用時の信頼性の獲得が重要である。本研究は材料自身に特別な機能(自己診断機能)を付与させることにより、材料自身が破壊する前に警報を発することができないかを検討したものである。このための材料設計指針として材料が2段階で破壊することが必要であると考えた。CFGFRPは高弾性、低限界伸びの炭素繊維と高靭性、高限界伸びのガラス繊維を...

【工学】プロセス・化学工学：焼結挙動／複合材料を含む研究件

【キーワード】サスペンション / アルミナ / 複合材料 / 粒子の分散 / スリップキャスト (他11件)

【概要】水を分散媒としたアルミナ1成分系およびアルミナーシリカとアルミナージルコニア2成分系サスペンション中の粉体粒子の分散性に及ぼすpHおよび中性塩濃度の影響を調べ、泥しょう鋳込み成形により作製した成形体の性質との関係を明らかにした。サスペンションの性質としてζー電位、レオロジ-特性、沈降体積などを、成形体の性質として成形密度、開気孔径分布、焼結挙動(1成分系)、成分分布の均一性(2成分系)を調べた。 ...

【工学】プロセス・化学工学：CFGFRP ／複合材料を含む研究件

【概要】構造材料のリサイクル性を考慮にいれ、これを前提として材料の設計を行う場合、使用時の信頼性の獲得が重要である。本研究は材料自身に特別な機能(自己診断機能)を付与させることにより、材料自身が破壊する前に警報を発することができないかを検討したものである。このための材料設計指針として材料が2段階で破壊することが必要であると考えた。CFGFRPは高弾性、低限界伸びの炭素繊維と高靭性、高限界伸びのガラス繊維を...

【工学】プロセス・化学工学：破壊予知／複合材料を含む研究件

【概要】構造材料のリサイクル性を考慮にいれ、これを前提として材料の設計を行う場合、使用時の信頼性の獲得が重要である。本研究は材料自身に特別な機能(自己診断機能)を付与させることにより、材料自身が破壊する前に警報を発することができないかを検討したものである。このための材料設計指針として材料が2段階で破壊することが必要であると考えた。CFGFRPは高弾性、低限界伸びの炭素繊維と高靭性、高限界伸びのガラス繊維を...

【工学】プロセス・化学工学：テープ成形／複合材料を含む研究件

【キーワード】サスペンション / アルミナ / 複合材料 / 粒子の分散 / スリップキャスト (他11件)

【概要】水を分散媒としたアルミナ1成分系およびアルミナーシリカとアルミナージルコニア2成分系サスペンション中の粉体粒子の分散性に及ぼすpHおよび中性塩濃度の影響を調べ、泥しょう鋳込み成形により作製した成形体の性質との関係を明らかにした。サスペンションの性質としてζー電位、レオロジ-特性、沈降体積などを、成形体の性質として成形密度、開気孔径分布、焼結挙動(1成分系)、成分分布の均一性(2成分系)を調べた。 ...

【工学】プロセス・化学工学：ナノ結晶／複合材料を含む研究件

【キーワード】メカニカルアロイング / メカノケミストリー / 金属間化合物 / 固相反応 / 反応ミリング (他9件)

【概要】1.反応系の系統化:金属(Zr,Ti,Ni,Nb,Al)-ヘプタン系及びTi-セラミックス(Si_3N_4、SiC)系について、メカニカルアロイングにおける反応性をミリングによる蓄積エネルギーと関連づけた。DSC測定から求めた蓄積エネルギーと化学分析から求めた反応量とに明確な関連が確かめられた。反応の開始はミリングによるエネルギー蓄積の大きいZr,Tiの順で早期に開始されること、また反応開始に潜伏...

【工学】プロセス・化学工学：メカノケミカル／複合材料を含む研究件

【キーワード】グラフェン / 量産化 / メカノケミカル法 / 複合材料 / メカノケミカル反応 (他11件)

【概要】ナノ強化による複合材料の機械的特性の向上をはかることを目的に、ナノ材料の一つであるグラフェンを量産化させるプロセスを構築した。グラフェンはグラファイトを剥離して薄層化することで得られる。液中でグラファイトを剥離してグラフェンを取り出す液相剥離法が最も安価にグラフェンを量産化できる。本研究では、液相剥離法の前処理方法として、塩と黒鉛の混合物をボールミルによりメカノケミカル反応させることで、グラファイ...

【工学】プロセス・化学工学：ねじり共振／複合材料を含む研究件

【概要】高応力下で一定の応力を負荷してクリープ変形あるいは複合材料の界面剥離等を誘起させ、その後の内部摩擦を測定し、界面機能を評価する装置を開発することが目的である。この3年間で、(1):振幅依存性が測定できる高温用チャックの開発、(2):振幅依存性から複合材料の界面剥離現象を把握する、(3):C/C複合材料のデータ収集、(4):本装置の限界の把握、の項目について検討した。その結果、剛性の高いしっかりした...

【工学】プロセス・化学工学：水酸アパタイト／複合材料を含む研究件

【キーワード】水酸アパタイト / リン酸カルシウム / アパタイト複合体 / 生体親和性 / 破壊靭性 (他12件)

【概要】整形外科領域において人工材料の使用頻度は年々増加している。ところが、臨床報告の蓄積に伴って、生体材料から受ける様々な問題点が明らかになってきた。特に、長期間使用した場合の問題点は、生体骨と材料との界面に生ずるゆがみ(ルーズニング)である。ルーズニングの原因は、(1)材料と生体骨との機械的特性(特に靭性)の違いが大きすぎること、(2)材料と生体骨との結合界面に柔軟性が乏しく、応力集中を受けることにあ...

【工学】プロセス・化学工学：微構造／複合材料を含む研究件

【概要】SiC分散アルミナ系について、二流体ノズル噴霧方式および超音波噴霧方式により、粉末合成を試み、それぞれの方法で作製した粉末の性状の評価を行った後、さらに、それらの粉末を用いて焼結体を作製し、その機械的性質を明らかにした。原料溶液は、0.3mol/lの硝酸アルミニウム水溶液に、分散材である平均粒径0.26ミクロンのSiC粉末を分散した懸濁液を使用した。二流体ノズル噴霧方式では、改良した溶液注入系を用...

【工学】プロセス・化学工学：微小き裂／複合材料を含む研究件

❏アコースティック・エミッションの波形解析によるセラミックスの微小亀裂の同定(59470060)

【研究代表者】安田栄一東京工大, 工業材料研究所, 助教授 (70016830)

【研究期間】1984 - 1986

【キーワード】アコースティック・エミッション / AE / セラミックス / 微小き裂 / 破壊靭性 (他7件)

【概要】セラミックスは靭性に乏しく、き裂の発生伝播を検出し、き烈の種類を同定することは極めて重要である。本研究はき裂の同定をAE法で行おうとするものである。本年度は以下のような知見を得た。 (1):AE法によるセラミックスの靭性評価:IM法において、メディアンき裂の発生に伴なうAEに含まれる情報の内、破壊靭性評価に直接関係するものは縦波の最初の部分であり、振巾値の二乗すなわちAEのエネルギーはき裂の面積に...

【工学】プロセス・化学工学：ハイブリッド材料／複合材料を含む研究件

【キーワード】ハイブリッド材料 / 自己組織化 / バイオミネラリゼーション / 結晶成長 / コロイド粒子 (他16件)

【概要】水溶性高分子によって安定化した無機結晶のアモルファス前駆体の結晶化を、高分子基板で制御することにより、形状や配向を制御したヒドロキシアパタイトや酸化亜鉛の薄膜結晶を作製する手法を開発した。また、アモルファス無機粒子を異方的なコロイド結晶へと制御して変化させることにより、世界初となる炭酸カルシウムやヒドロキシアパタイトの液晶化にも成功した。さらに高分子ゲルと無機結晶を精密に複合化することにより、透明...

【工学】プロセス・化学工学：コンポジット／複合材料を含む研究件

❏異種のポリマ‐ポリマ複合化を実現する新しい１次元分散型異方性複合材料の創製（国際共同研究強化）(15KK0244)

【キーワード】複合材料 / コンポジット / ファイバー / エレクトロスピニング / ポリマー (他8件)

【概要】本研究では、研究代表者が基盤研究Aで実験的に実現しようとしているポリマナノ複合材料の研究をおし進め、新規物性を有する複合材料を効率的に創り出すことを目的としている。特に本研究では、材料どうしの機械的な複合と化学的な相溶という2種類のスケールの違う複合化に着目し、その2点を融合し、機械的複合化で生じた界面エラー（低接着、ボイド）等のボトムアップ対策を研究してきた。具体的には、化学的な相溶性を考慮し、...

【キーワード】複合材料 / コンポジット / ファイバー / 配向 / エレクトロスピニング (他8件)

【概要】本研究では、異種のポリマ-ポリマ複合材料をポリマナノ分散型のポリマ複合材料で実現し，その複合効果を最大限に引き出すことで，理論弾性率に極めて近い１次元（線状）ポリマ分散型複合材料を作製することを目的とした。具体的には，まずエレクトロスピニング法を用いて作製したセルロースアセテートの線状ナノポリマ分散材に対して，化学処理や熱処理を施すことで，高弾性率を有するセルロースのナノポリマ分散材を作製した。つ...

【キーワード】ナノファイバ / 光グラフト重合 / 表面改質 / 親水性 / 生体適合性 (他16件)

【概要】本研究では，当研究室のこれまでの研究成果である「ナノファイバー」、「紫外線照射による光グラフト重合法」、「機能性評価」に関する知見の融合を試み，光グラフト重合法による表面改質を用いた新規機能性ナノファイバーの創製を試みた．その結果，汎用性の高いポリマーを使ったナノファイバー作製に成功した．また，伸縮性と高い弾性率からさまざまな用途に使われているポリウレタンをナノファイバー化し，アクリル酸の光グラフ...

【工学】プロセス・化学工学：ζ電位／複合材料を含む研究件

【キーワード】サスペンション / アルミナ / 複合材料 / 粒子の分散 / スリップキャスト (他11件)

【概要】水を分散媒としたアルミナ1成分系およびアルミナーシリカとアルミナージルコニア2成分系サスペンション中の粉体粒子の分散性に及ぼすpHおよび中性塩濃度の影響を調べ、泥しょう鋳込み成形により作製した成形体の性質との関係を明らかにした。サスペンションの性質としてζー電位、レオロジ-特性、沈降体積などを、成形体の性質として成形密度、開気孔径分布、焼結挙動(1成分系)、成分分布の均一性(2成分系)を調べた。 ...

【工学】プロセス・化学工学：サスペンション／複合材料を含む研究件

【キーワード】サスペンション / アルミナ / 複合材料 / 粒子の分散 / スリップキャスト (他11件)

【概要】水を分散媒としたアルミナ1成分系およびアルミナーシリカとアルミナージルコニア2成分系サスペンション中の粉体粒子の分散性に及ぼすpHおよび中性塩濃度の影響を調べ、泥しょう鋳込み成形により作製した成形体の性質との関係を明らかにした。サスペンションの性質としてζー電位、レオロジ-特性、沈降体積などを、成形体の性質として成形密度、開気孔径分布、焼結挙動(1成分系)、成分分布の均一性(2成分系)を調べた。 ...

【工学】プロセス・化学工学：成形体の構造／複合材料を含む研究件

【キーワード】サスペンション / アルミナ / 複合材料 / 粒子の分散 / スリップキャスト (他11件)

【概要】水を分散媒としたアルミナ1成分系およびアルミナーシリカとアルミナージルコニア2成分系サスペンション中の粉体粒子の分散性に及ぼすpHおよび中性塩濃度の影響を調べ、泥しょう鋳込み成形により作製した成形体の性質との関係を明らかにした。サスペンションの性質としてζー電位、レオロジ-特性、沈降体積などを、成形体の性質として成形密度、開気孔径分布、焼結挙動(1成分系)、成分分布の均一性(2成分系)を調べた。 ...

【工学】電気電子工学：電気インピーダンス／複合材料を含む研究件

【概要】炭素繊維などの導電性繊維で強化された複合材料(CFRP)において,成形時の硬化度や成形不良,使用時のひずみや負荷履歴,点検時の破壊・損傷などのモニタリングは,成形コスト削減,使用時の健全性保証,点検コスト・時間の削減に直結するため重要な技術であり,個々にセンシング技術が発達してきている.例えば,熱硬化性樹脂の硬化度は成形時に市販の誘電率センサーを使用することでモニタリングが可能であり,また負荷時の...

【工学】電気電子工学：アパタイト／複合材料を含む研究件

【キーワード】リン酸カルシウム / アパタイト / 生体材料 / 骨置換材料 / セラミックス (他8件)

【概要】リン酸カルシウム系セラミックスには生体親和性に優れたものがあり,中でもアパタイトは,骨充填材料等として既に一部実用化されている。骨形成に有利な多孔体あるいは顆粒が骨充填材料として一般に使用されているが,現行の材料には強度特性に問題が残り,臨床応用可能な部位や術式が限定されている。本研究代表者は,術語から新生骨が形成されはじめるまでの期間や一定の強度を有し,その後骨形成に有利な足場を多く供給する新し...

【工学】電気電子工学：金属微粒子／複合材料を含む研究件

【キーワード】単結晶シリコン / 微粒子 / リチウムイオン電池 / 赤外線焼結 / 厚膜形成 (他16件)

【概要】近年，電気自動車などに用いられているリチウムイオン電池の高容量化が求められている．本研究では，シリコンウェハ製造時に大量に排出される廃シリコン粉末を再利用し，赤外線焼結による低コスト・高容量リチウムイオン電池のシリコン負極の創製を試みた．負極の強度と導電性を付加するために銅粒子やCNFを廃シリコン粉末に混合し赤外線焼結を行い，赤外線焼結条件が膜の特性に対する影響の評価を行った．その結果，本提案手法...

【工学】電気電子工学：エポキシ／複合材料を含む研究件

【キーワード】インテリジェント化 / 複合材料 / アクチュエータ / マトリックスき裂 / CFRP (他12件)

【概要】前年度において,一液性熱硬化型のエポキシ樹脂を熱により作動するカプセル内に封入して,貼付補修用アクチュエータとする手法を提案し,接着剤の軟化,放出,硬化を行うアクチュエータとしての動作確認を行い,予めコンクリート中に埋め込んでおいた接着カプセル封入アクチュエータを熱により作動させ,コンクリート表面に張り付けたCFRPのはく離の補修を行い,補修後の3点曲げ試験により補修が十分行われたことが確認できた...

【工学】電気電子工学：エレクトロスピニング／複合材料を含む研究件

❏異種のポリマ‐ポリマ複合化を実現する新しい１次元分散型異方性複合材料の創製（国際共同研究強化）(15KK0244)

【キーワード】複合材料 / コンポジット / ファイバー / エレクトロスピニング / ポリマー (他8件)

【概要】本研究では、研究代表者が基盤研究Aで実験的に実現しようとしているポリマナノ複合材料の研究をおし進め、新規物性を有する複合材料を効率的に創り出すことを目的としている。特に本研究では、材料どうしの機械的な複合と化学的な相溶という2種類のスケールの違う複合化に着目し、その2点を融合し、機械的複合化で生じた界面エラー（低接着、ボイド）等のボトムアップ対策を研究してきた。具体的には、化学的な相溶性を考慮し、...

【キーワード】複合材料 / コンポジット / ファイバー / 配向 / エレクトロスピニング (他8件)

【概要】本研究では、異種のポリマ-ポリマ複合材料をポリマナノ分散型のポリマ複合材料で実現し，その複合効果を最大限に引き出すことで，理論弾性率に極めて近い１次元（線状）ポリマ分散型複合材料を作製することを目的とした。具体的には，まずエレクトロスピニング法を用いて作製したセルロースアセテートの線状ナノポリマ分散材に対して，化学処理や熱処理を施すことで，高弾性率を有するセルロースのナノポリマ分散材を作製した。つ...

【キーワード】ナノファイバ / ポリマ / 複合材料 / エレクトロスピニング / 生分解 (他12件)

【概要】本研究では、ナノ・マイクロスケールの長繊維をうまく分散させた複合材料作製のための新しい手法を確立すること、および、その確立した新規手法を利用して新しい高機能性複合材料を作製することを目的とした。具体的には、エレクトロスピニング法を用いて、液体性状を有するポリマーやポリマー溶液に対してナノファイバーを噴射することで、母材となるポリマー内に作製したナノファイバーを分散させて複合化する新たな手法を確立し...

【工学】電気電子工学：蒸着法／複合材料を含む研究件

【キーワード】ポリマー / 非晶質炭秦 / マイクロ・ナノコンポジット / 蒸着法 / シリカ (他9件)

【概要】本研究では蒸着法を応用した新しい複合材料作製法を用いることで高分子材料と硬質材料のコンポジットを作った。本手法により溶融可能な高分子に対して非晶質炭素やシリカなどの硬質無機材料のサブミクロンスケールでの分散が可能となった。また、既存の混錬法などの複合化手法よりも簡便にコンポジットが作製できるようになり、さらにはプラズマ処理を施すことによって界面が親和性を帯び、界面接着が良くなる場合もあった。高分...

【工学】電気電子工学：厚膜／複合材料を含む研究件

【キーワード】単結晶シリコン / 微粒子 / リチウムイオン電池 / 赤外線焼結 / 厚膜形成 (他16件)

【概要】近年，電気自動車などに用いられているリチウムイオン電池の高容量化が求められている．本研究では，シリコンウェハ製造時に大量に排出される廃シリコン粉末を再利用し，赤外線焼結による低コスト・高容量リチウムイオン電池のシリコン負極の創製を試みた．負極の強度と導電性を付加するために銅粒子やCNFを廃シリコン粉末に混合し赤外線焼結を行い，赤外線焼結条件が膜の特性に対する影響の評価を行った．その結果，本提案手法...

【工学】電気電子工学：ナノ界面／複合材料を含む研究件

【概要】酸化・エッチングプロセス制御によって金属表面にナノ構造を創製し、炭素繊維強化熱可塑性プラスチック（CFRTP）積層板と金属の異種材料接合技術を確立することを目的とした。界面ナノ構造を有することで接合界面近傍の母材樹脂が脆性破壊から延性破壊に変化して破壊靭性が大幅に上昇することを明らかにした。き裂進展シミュレーションを実施した結果、ナノ構造を有するき裂進展は平面応力状態の破壊形態と類似していることが...

【工学】電気電子工学：めっき／複合材料を含む研究件

❏自己センシングCFRP構造システムの耐久性評価(19560074)

【キーワード】CFRP / 電気抵抗 / めっき / 複合材料 / 損傷

【概要】炭素繊維強化複合材料(CFRP)のはく離損傷は目視検査困難であり, CFRP構造の信頼性確保のために炭素繊維の導電性を利用した電気抵抗変化法による損傷モニタリングが研究されている. この方法には, CFRP構造に電極を設置する必要があり, 電極の信頼性がモニタリングシステムの信頼性に直結する. 本研究では, さまざまな電極を検討し, 長期繰り返し負荷試験を実施して, 信頼性の高い電極を用いた電気抵...

【工学】電気電子工学：生体適合性／複合材料を含む研究件

【キーワード】ナノファイバ / 光グラフト重合 / 表面改質 / 親水性 / 生体適合性 (他16件)

【概要】本研究では，当研究室のこれまでの研究成果である「ナノファイバー」、「紫外線照射による光グラフト重合法」、「機能性評価」に関する知見の融合を試み，光グラフト重合法による表面改質を用いた新規機能性ナノファイバーの創製を試みた．その結果，汎用性の高いポリマーを使ったナノファイバー作製に成功した．また，伸縮性と高い弾性率からさまざまな用途に使われているポリウレタンをナノファイバー化し，アクリル酸の光グラフ...

【工学】電気電子工学：スクリーン印刷／複合材料を含む研究件

【概要】昨年度に引き続き、1250℃レベルの高温焼成により作製した一方向整列アルミナリボン強化PZT厚膜について、少なくとも|d_<32>-d_<31>|=20pn/V程度の面内圧電異方性(d_<31>=-(85±5)pm/V、d_<32>=-(105±5)pm/V)が発現すること、また、この一方向強化ラミナによる[+45°/-45°]反対称斜向積層"...

【工学】電気電子工学：絶縁体／複合材料を含む研究件

【概要】負の熱膨張率を有するセラミック粒子（Zr2WP2O12とZr2MoP2O12）を合成し、ポリイミドと複合化することで熱膨張率が20 ppm/K以下のポリマー／セラミックス複合材を作製した。まず、Zr2MoP2O12の焼結体を作製し、その熱的機械的性質を明らかにした。次に、ポリマー／セラミックス複合材を作製した。ポリマーの前駆体とセラミック粒子の混合プロセス、ポリマーの重合プロセスを最適化することで...

【工学】電気電子工学：熱伝導率測定／複合材料を含む研究件

【概要】遮熱構造部材への適用を想定したセラミックス/金属系傾斜機能材料(Functionally Graded Materials,以下FGMと略記)の熱応力緩和設計に関し,構成相レベルでの微視的な応力/ひずみ状態から解析する独自の微視力学アプローチを展開した.とくに金属相の塑性変形による非弾性効果を積極的に考慮している点が特色である.最も基本的な薄肉平板状FGM構造の板厚方向一次元熱流による非定常熱応力...

【工学】電気電子工学：電気二重層／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / 構造キャパシタ / ３Ｄプリンタ / 自己センシング / CFRP (他16件)

【概要】高価な炭素繊維強化複合材料を一般構造に適用するため，構造以外の蓄電機能を持たせる構造キャパシタを開発する．本研究ではサンドイッチ構造のコア部分にキャパシタを内蔵するサンドイッチ構造キャパシタを提案した．フォームコアでは電解液の漏洩が発生するため，３Ｄプリンタで作成したスナップイン構造を用いることにした．スナップイン構造のコア内部に防水処理をしたキャパシタを設置することで蓄電機能目標を達成した．３点...

【工学】電気電子工学：ヒートポンプ／複合材料を含む研究件

【キーワード】化学蓄熱 / ハイブリッド / 高温プロセス / 負荷平準化 / 排熱回収 (他18件)

【概要】酸化マグネシウム/水系を基とした化学蓄熱装置検討し高温プロセスシステムへのハイブリッド(複合)化を検討した。膨張化グラファイトと酸化マグネシウムを複合した化学蓄熱材を開発し熱天秤にて速度論的評価を行い、調製方法の最適化を進めた。材料を実用的なペレットに成形し、これを充填した化学蓄熱装置の性能を評価した。開発した蓄熱材料を有する化学蓄熱装置と高温プロセスとをハイブリッド化することでシステムの負荷平準...

【工学】電気電子工学：キャパシタ／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / 構造キャパシタ / ３Ｄプリンタ / 自己センシング / CFRP (他16件)

【概要】高価な炭素繊維強化複合材料を一般構造に適用するため，構造以外の蓄電機能を持たせる構造キャパシタを開発する．本研究ではサンドイッチ構造のコア部分にキャパシタを内蔵するサンドイッチ構造キャパシタを提案した．フォームコアでは電解液の漏洩が発生するため，３Ｄプリンタで作成したスナップイン構造を用いることにした．スナップイン構造のコア内部に防水処理をしたキャパシタを設置することで蓄電機能目標を達成した．３点...

【工学】電気電子工学：ナノコンポジット／複合材料を含む研究件

【キーワード】グラフェン / 量産化 / メカノケミカル法 / 複合材料 / メカノケミカル反応 (他11件)

【概要】ナノ強化による複合材料の機械的特性の向上をはかることを目的に、ナノ材料の一つであるグラフェンを量産化させるプロセスを構築した。グラフェンはグラファイトを剥離して薄層化することで得られる。液中でグラファイトを剥離してグラフェンを取り出す液相剥離法が最も安価にグラフェンを量産化できる。本研究では、液相剥離法の前処理方法として、塩と黒鉛の混合物をボールミルによりメカノケミカル反応させることで、グラファイ...

【概要】液中において黒鉛を剥離してグラフェンに変換するプロセスの開発を行った。従来の超音波法による剥離よりも、圧力ホモジナイザを利用した剥離法の方が、10倍以上の生産能力があることを実証した。NMP等の有機溶媒にpHをコントロールした水を混合したものが、剥離分散に最適な溶媒であることを見出した。また、黒鉛を改質することで、どの溶媒にも溶けるように分散する新技術を発見した。 ...

【キーワード】複合材料 / ナノコンポジット / 高強度化 / コーティング / ナノ分散 (他11件)

【概要】本研究では，従来の繊維強化プラスチックにナノ分散させたナノフィラーを加えることで，更なる高強度化，長寿命化，そして高機能化を図ることを目的として研究を遂行した。ナノフィラーを直接複合材料に混ぜ込む手法と，ナノ分散スラリーを調製し，それをコーティングさせる2つの手法を試みた。直接複合材料に混ぜ込むことで，ナノフィラーは繊維/樹脂界面の接着力を高め，複合材料を更に高強度化させる作用があることを見出した...

【工学】建築学：tanδ ／複合材料を含む研究件

【概要】高応力下で一定の応力を負荷してクリープ変形あるいは複合材料の界面剥離等を誘起させ、その後の内部摩擦を測定し、界面機能を評価する装置を開発することが目的である。この3年間で、(1):振幅依存性が測定できる高温用チャックの開発、(2):振幅依存性から複合材料の界面剥離現象を把握する、(3):C/C複合材料のデータ収集、(4):本装置の限界の把握、の項目について検討した。その結果、剛性の高いしっかりした...

【工学】建築学：炭素繊維／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / 構造キャパシタ / ３Ｄプリンタ / 自己センシング / CFRP (他16件)

【概要】高価な炭素繊維強化複合材料を一般構造に適用するため，構造以外の蓄電機能を持たせる構造キャパシタを開発する．本研究ではサンドイッチ構造のコア部分にキャパシタを内蔵するサンドイッチ構造キャパシタを提案した．フォームコアでは電解液の漏洩が発生するため，３Ｄプリンタで作成したスナップイン構造を用いることにした．スナップイン構造のコア内部に防水処理をしたキャパシタを設置することで蓄電機能目標を達成した．３点...

【概要】炭素繊維や液晶高分子繊維などの高強度・高弾性率繊維は引張強度に比べて圧縮強度が低く,このことが優れた引張特性を複合材料において最大限に活用する上での支障となっている。本研究では,これらの繊維の単繊維軸方向圧縮強度やフィブリル間せん断強度の測定方法を開発した。さらに,この方法を用いて測定した圧縮強度と小角X線散乱等を用いて解析した構造の関係を検討し,これらの繊維及び複合材料の圧縮破壊メカニズムを明ら...

【概要】炭素繊維などの導電性繊維で強化された複合材料(CFRP)において,成形時の硬化度や成形不良,使用時のひずみや負荷履歴,点検時の破壊・損傷などのモニタリングは,成形コスト削減,使用時の健全性保証,点検コスト・時間の削減に直結するため重要な技術であり,個々にセンシング技術が発達してきている.例えば,熱硬化性樹脂の硬化度は成形時に市販の誘電率センサーを使用することでモニタリングが可能であり,また負荷時の...

【工学】建築学：階層型ニューラルネットワーク／複合材料を含む研究件

【キーワード】階層型ニューラルネットワーク / 計算力学 / 破壊力学 / 傾斜機能材料 / 複合材料 (他11件)

【概要】非均質構造材料には、多様な要求に応えるために複数の素材を積層化、分散化、傾斜機能化によって組み合わせたいわゆる複合材と、均質構造材料を接着・接合・溶接した構造が含まれる。均質材と比較すると、これらに共通する特徴として、構成素材の物性値の差、混合比率、混合法が材料のマクロ性能(剛性、破壊強度、継ぎ手効率、振動特性、熱、電気特性など)を決定する制御パラメータとして加わることが挙げられる。このために、設...

【工学】建築学：スマート構造／複合材料を含む研究件

【概要】CFRP積層板は層間強度が弱く,工具落下など面外からの弱い衝撃でも容易に層間にはく離が発生し,構造物の圧縮強度・圧縮剛性の大幅な低下を招く.そこで,層間はく離の検出は構造安全性保証の観点から非常に重要となる.このため,CFRP積層構造では稼働中もしくは保守点検時に非破壊的,自動的に容易に層間はく離を検出できる知的構造が望まれている.本研究では,強化繊維の炭素繊維をセンサとして使用する電気ポテンシャ...

【概要】炭素繊維複合材料のプリプレグシートの間にZnS半導体粉末からなる無機EL粉末を接着剤で硬化させた層を挟み,成形することで,層間にEL発光層が形成され,炭素繊維を電極として層間に50Hz200V程度の交流電圧をかけることで発光させることが可能となる.CFRPにマトリックス割れなどの損傷が生じるとそこからの漏洩光で損傷を発見することができる.本研究ではこのEL素子を利用した自己発光式損傷検出知的複合材...

❏電気抵抗変化による損傷検出知的CFRP構造の最適システム開発(08750102)

【研究期間】1996

【キーワード】複合材料 / 電気ポテンシャル法 / NDI / スマート構造 / 炭素繊維 (他6件)

【概要】CFRP積層板は優れた比剛性・比強度を有する反面,層間強度が著しく弱く,層間剥離が容易に発生・進展して圧縮剛性・強度が著しく低下する.層間剥離は目視による検査では発見しにくいため,CFRP積層板の信頼性低下の原因となっている.このため,層間剥離をリアルタイムに検出するスマート損傷検出システムが期待されている.電気ポテンシャル法は安価に内部の欠陥を発見・同定可能なため,金属材料で作成される構造物に適...

【工学】建築学：スマート材料／複合材料を含む研究件

【概要】耐食FRPの化学的な腐食劣化に対し,光ファイバを利用したオンラインモニタリングにより非破壊で定量的評価を行うことを目的に研究を行った.まず,耐食FRP用マトリックス樹脂として使用されているイソフタル酸系不飽和ポリエステル樹脂を水酸化ナトリウム水溶液中に浸せきし,腐食挙動を観察したところ,表面から変色層を形成しながら腐食が内部に進行するタイプの腐食層形成型腐食であることが明らかになった.変色層はアル...

【工学】建築学：幾何学的非線形／複合材料を含む研究件

【概要】メゾ構造を「さらにミクロな基本構造を含む複合構造」と定義し,編物複合材料の繊維束に注目したメゾ構造モデルを作成した.切欠付き平板およびリブ付きパネルの階層モデリング手法に基づく応力解析を行い,提案するメゾ的見地に立ったシミュレーション技法の妥当性を検証した.メゾ構造中に生じる応力の評価において,高い解析精度が得られることが確かめられた.ここで用いた有限要素重ね合わせ法をさらに発展させ,周期的不均質...

【工学】建築学：機械的特性／複合材料を含む研究件

【キーワード】超強加工 / 超微細粒鉄鋼材料 / 複合材料 / カーボンナノチューブ / 押出し加工 (他27件)

【概要】本研究では、1パス超強加工として、1パスで90%以上の圧下を与えることができる、ガラスを潤滑材とした押出しに着目する。1パス超強加工である押出しによるスーパーファイン機能創成の研究は過去に無い。スーパーファイン機能とは、構造材料については高い機械的特性を意味する。強度、伸び、じん性などの機械的特性は内部構造敏感な性質である。そこで、スーパーファインな内部構造を、超強加工を利用して一発創成し、機械的...

【工学】建築学：FRP ／複合材料を含む研究件

【概要】本研究では水環境下におけるGFRPの耐久性の評価ならびに寿命の予測法を提案した.平織Eガラスクロスを強化繊維に,ビニルエステル樹脂を母材に用いてGFRPを作成し,純水中および大気中において定荷重引張試験を行った.GFRP は純水中にてのみ破断し,荷重および試験温度の上昇とともに破断時間は短くなった.また試験中のGFRPに蓄積されるエネルギおよび劣化による破壊基準の低下を考慮して破断時間を予測し,実...

【キーワード】複合材料 / 粒子充てん複合材料 / 顕微IR / 腐食劣化 / エポキシ樹脂 (他11件)

【概要】本研究は、特に微視的な見地から複合材料を含む高分子材料の腐食劣化機構の解明を目的とするものである。腐食劣化反応の起きていると考えられる腐食層のフロントや複合材料における第2相(強化繊維やフィラー)との界面に着目し、具体的には微視的にどこまでが変色を含めた物理的な変化を受け、どこまで外部環境が拡散侵入し、最終的にどこまでが実際に化学反応を起こしているのかを解明することが鍵となる。そして機構解明により...

❏光ファイバーセンサーを用いたFRP断熱支持体の知的構造の開発(06555027)

【研究代表者】小林英男東京工業大学, 工学部, 教授 (00016487)

【研究期間】1994 - 1996

【キーワード】スマート構造 / 光ファイバー / ひずみ / ひずみセンサー / FRP (他7件)

【概要】磁気浮上列車用超伝導コイルの複合材料製断熱支持体はコイルを極低温に保持するため完全密閉されており、支持体の構造健全性は目視では確認できない。そこで、変動磁場の影響を受けず、小型で安価な屈曲光ファイバーを用いた複合材料製断熱支持体の損傷検出スマート構造化が望まれている。そこで本研究では屈曲光ファイバーによるひずみ検出に基づく損傷検出スマート構造の開発を目的として、ひずみ検出システム及び光ファイバー埋...

【工学】建築学：自己診断／複合材料を含む研究件

【概要】構造材料のリサイクル性を考慮にいれ、これを前提として材料の設計を行う場合、使用時の信頼性の獲得が重要である。本研究は材料自身に特別な機能(自己診断機能)を付与させることにより、材料自身が破壊する前に警報を発することができないかを検討したものである。このための材料設計指針として材料が2段階で破壊することが必要であると考えた。CFGFRPは高弾性、低限界伸びの炭素繊維と高靭性、高限界伸びのガラス繊維を...

【工学】建築学：強度評価／複合材料を含む研究件

【キーワード】カーボンナノチューブ / 黒鉛化処理 / ポリマー複合 / 分子動力学 / 強度評価 (他15件)

【概要】本研究ではCNT単体の優れた機械的特性が十分に発揮された革新的高強度CNT糸の創製を目的とし，乾式紡績法で作製した無撚CNT糸の高強度化を行った．糸を構成するCNT単体の強度評価および分子動力学解析によるCNT間相互作用力の評価によって，CNT糸の高強度化にはCNT単体の高強度化とCNT間の荷重伝達効率の向上が必要であることを明らかにした．また，それに基づいて黒鉛化処理によるCNTの高純度化，CN...

【工学】土木工学：エネルギー吸収／複合材料を含む研究件

【概要】本研究では,静荷重に対する評価手法に基づき,塑性関節における動的効果を実験的に求めることにより,薄肉管の衝撃軸圧潰特性を評価する手法を提案した.すなわち,塑性関節における動的効果にあらかじめ著者らによって行われた板材の衝撃三点曲げ試験の結果から得られた塑性関節における,曲げ角速度に対する全塑性曲げモーメントの構成式を用いた.そして,この解析結果と実験結果との比較を行うことにより,本解析法の妥当性を...

【キーワード】エネルギー吸収 / 動的圧潰 / 衝撃試験機 / 薄肉断面部材 / 金属材料 (他21件)

【概要】昨年度までに完成した衝突試験システムにより,金属系ではスチールおよびアルミニウムにより,非金属系では炭素およびガラス繊維強化プラスチックによりそれぞれ製作された薄肉円筒および薄肉正方形試験体の衝撃圧潰試験を行った.金属系の試験体では,主に折り畳みによる安定な逐次圧潰が現れ,荷重の変動はあるもののエネルギー吸収は潰れの進行に対して比較的に推移した.また,同時に行われた静圧潰試験による結果と比較したと...

【工学】土木工学：異種材料／複合材料を含む研究件

【概要】酸化・エッチングプロセス制御によって金属表面にナノ構造を創製し、炭素繊維強化熱可塑性プラスチック（CFRTP）積層板と金属の異種材料接合技術を確立することを目的とした。界面ナノ構造を有することで接合界面近傍の母材樹脂が脆性破壊から延性破壊に変化して破壊靭性が大幅に上昇することを明らかにした。き裂進展シミュレーションを実施した結果、ナノ構造を有するき裂進展は平面応力状態の破壊形態と類似していることが...

【工学】土木工学：材料特性／複合材料を含む研究件

【キーワード】エネルギー吸収 / 動的圧潰 / 衝撃試験機 / 薄肉断面部材 / 金属材料 (他21件)

【概要】昨年度までに完成した衝突試験システムにより,金属系ではスチールおよびアルミニウムにより,非金属系では炭素およびガラス繊維強化プラスチックによりそれぞれ製作された薄肉円筒および薄肉正方形試験体の衝撃圧潰試験を行った.金属系の試験体では,主に折り畳みによる安定な逐次圧潰が現れ,荷重の変動はあるもののエネルギー吸収は潰れの進行に対して比較的に推移した.また,同時に行われた静圧潰試験による結果と比較したと...

【工学】土木工学：ひずみ速度／複合材料を含む研究件

【キーワード】エネルギー吸収 / 動的圧潰 / 衝撃試験機 / 薄肉断面部材 / 金属材料 (他21件)

【概要】昨年度までに完成した衝突試験システムにより,金属系ではスチールおよびアルミニウムにより,非金属系では炭素およびガラス繊維強化プラスチックによりそれぞれ製作された薄肉円筒および薄肉正方形試験体の衝撃圧潰試験を行った.金属系の試験体では,主に折り畳みによる安定な逐次圧潰が現れ,荷重の変動はあるもののエネルギー吸収は潰れの進行に対して比較的に推移した.また,同時に行われた静圧潰試験による結果と比較したと...

【工学】土木工学：剛性低下／複合材料を含む研究件

【キーワード】インテリジェント化 / 複合材料 / アクチュエータ / マトリックスき裂 / CFRP (他12件)

【概要】前年度において,一液性熱硬化型のエポキシ樹脂を熱により作動するカプセル内に封入して,貼付補修用アクチュエータとする手法を提案し,接着剤の軟化,放出,硬化を行うアクチュエータとしての動作確認を行い,予めコンクリート中に埋め込んでおいた接着カプセル封入アクチュエータを熱により作動させ,コンクリート表面に張り付けたCFRPのはく離の補修を行い,補修後の3点曲げ試験により補修が十分行われたことが確認できた...

【工学】土木工学：コロイド粒子／複合材料を含む研究件

【キーワード】ハイブリッド材料 / 自己組織化 / バイオミネラリゼーション / 結晶成長 / コロイド粒子 (他16件)

【概要】水溶性高分子によって安定化した無機結晶のアモルファス前駆体の結晶化を、高分子基板で制御することにより、形状や配向を制御したヒドロキシアパタイトや酸化亜鉛の薄膜結晶を作製する手法を開発した。また、アモルファス無機粒子を異方的なコロイド結晶へと制御して変化させることにより、世界初となる炭酸カルシウムやヒドロキシアパタイトの液晶化にも成功した。さらに高分子ゲルと無機結晶を精密に複合化することにより、透明...

【工学】土木工学：硝酸塩／複合材料を含む研究件

【概要】SiC分散アルミナ系について、二流体ノズル噴霧方式および超音波噴霧方式により、粉末合成を試み、それぞれの方法で作製した粉末の性状の評価を行った後、さらに、それらの粉末を用いて焼結体を作製し、その機械的性質を明らかにした。原料溶液は、0.3mol/lの硝酸アルミニウム水溶液に、分散材である平均粒径0.26ミクロンのSiC粉末を分散した懸濁液を使用した。二流体ノズル噴霧方式では、改良した溶液注入系を用...

【工学】土木工学：酸化鉄／複合材料を含む研究件

【概要】電流産生菌の一種であるShewanella loihica PV-4が酸化鉄を豊富に含む深海底から採取されたことに着想を得て、電気化学系に半導体特性を有する酸化鉄のナノコロイドを添加した。すると、微生物がナノコロイドの半導体特性を利用した長距離電子伝達経路を自己構築し、その結果、電流生成能が50倍と飛躍的に増大する現象を見出した。これは、深海底における微生物と鉱物が作り出す新しい生体電子伝達経路の...

【工学】土木工学：電荷輸送／複合材料を含む研究件

【概要】安定有機ラジカルのSOMO(Singly Occupied Molecular Orbital)上の電子交換反応に基づく局在型電荷授受と、π共役(HOMO-LUMO)のドープに基づく非局在型電荷伝播を組み込んだ有機蓄電材料の創出を目的とした。気相(酸化)重合法に着眼し、予めラジカル(反応活性種)を酸化剤で不活化することで重合阻害なく導電性高分子(例えばPEDOT)をその場(in-situ)形成、得...

【工学】土木工学：ナノカーボン／複合材料を含む研究件

【概要】液中において黒鉛を剥離してグラフェンに変換するプロセスの開発を行った。従来の超音波法による剥離よりも、圧力ホモジナイザを利用した剥離法の方が、10倍以上の生産能力があることを実証した。NMP等の有機溶媒にpHをコントロールした水を混合したものが、剥離分散に最適な溶媒であることを見出した。また、黒鉛を改質することで、どの溶媒にも溶けるように分散する新技術を発見した。 ...

【工学】土木工学：シェル／複合材料を含む研究件

【キーワード】宇宙構造物 / パッシングコントロ-ル / アクティブコントロ-ル / シェル / 複合材料 (他9件)

【概要】本年度は以下の研究を行った。 (1)ケ-ブルのアクティブコントロ-ルケ-ブルの張力制御によるアクティブスティフネスコントロ-ルを理論的に、また実験的に検討し,その有効性を確認した。さらに、ケ-ブル系構造物に適用した際の問題点をシミュレ-ションにより明らかにした。 (2)マルティプルダンパ-性能評価従来の同調質量減衰器(TMD)を拡張し、その固有振動数を構造物の固有振動数まわりに分布させたマルテ...

【工学】土木工学：ケーブル／複合材料を含む研究件

【キーワード】宇宙構造物 / パッシングコントロ-ル / アクティブコントロ-ル / シェル / 複合材料 (他9件)

【概要】本年度は以下の研究を行った。 (1)ケ-ブルのアクティブコントロ-ルケ-ブルの張力制御によるアクティブスティフネスコントロ-ルを理論的に、また実験的に検討し,その有効性を確認した。さらに、ケ-ブル系構造物に適用した際の問題点をシミュレ-ションにより明らかにした。 (2)マルティプルダンパ-性能評価従来の同調質量減衰器(TMD)を拡張し、その固有振動数を構造物の固有振動数まわりに分布させたマルテ...

【工学】土木工学：パッシブコントロール／複合材料を含む研究件

【キーワード】宇宙構造物 / パッシングコントロ-ル / アクティブコントロ-ル / シェル / 複合材料 (他9件)

【概要】本年度は以下の研究を行った。 (1)ケ-ブルのアクティブコントロ-ルケ-ブルの張力制御によるアクティブスティフネスコントロ-ルを理論的に、また実験的に検討し,その有効性を確認した。さらに、ケ-ブル系構造物に適用した際の問題点をシミュレ-ションにより明らかにした。 (2)マルティプルダンパ-性能評価従来の同調質量減衰器(TMD)を拡張し、その固有振動数を構造物の固有振動数まわりに分布させたマルテ...

【工学】土木工学：パッシングコントロール／複合材料を含む研究件

【キーワード】宇宙構造物 / パッシングコントロ-ル / アクティブコントロ-ル / シェル / 複合材料 (他9件)

【概要】本年度は以下の研究を行った。 (1)ケ-ブルのアクティブコントロ-ルケ-ブルの張力制御によるアクティブスティフネスコントロ-ルを理論的に、また実験的に検討し,その有効性を確認した。さらに、ケ-ブル系構造物に適用した際の問題点をシミュレ-ションにより明らかにした。 (2)マルティプルダンパ-性能評価従来の同調質量減衰器(TMD)を拡張し、その固有振動数を構造物の固有振動数まわりに分布させたマルテ...

【工学】土木工学：腐食劣化／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / 粒子充てん複合材料 / 顕微IR / 腐食劣化 / エポキシ樹脂 (他11件)

【概要】本研究は、特に微視的な見地から複合材料を含む高分子材料の腐食劣化機構の解明を目的とするものである。腐食劣化反応の起きていると考えられる腐食層のフロントや複合材料における第2相(強化繊維やフィラー)との界面に着目し、具体的には微視的にどこまでが変色を含めた物理的な変化を受け、どこまで外部環境が拡散侵入し、最終的にどこまでが実際に化学反応を起こしているのかを解明することが鍵となる。そして機構解明により...

【工学】土木工学：圧縮強度／複合材料を含む研究件

【概要】炭素繊維や液晶高分子繊維などの高強度・高弾性率繊維は引張強度に比べて圧縮強度が低く,このことが優れた引張特性を複合材料において最大限に活用する上での支障となっている。本研究では,これらの繊維の単繊維軸方向圧縮強度やフィブリル間せん断強度の測定方法を開発した。さらに,この方法を用いて測定した圧縮強度と小角X線散乱等を用いて解析した構造の関係を検討し,これらの繊維及び複合材料の圧縮破壊メカニズムを明ら...

【工学】土木工学：劣化／複合材料を含む研究件

【概要】単繊維包埋試験法は、繊維強化複合材料における繊維〜樹脂界面せん断強度を評価する方法として広く用いられている。この方法は、単繊維複合材料に引張荷重を負荷することによって破断した繊維の長さ分布と、別の実験によって求めた繊維の引張強度から界面せん断強度を計算するものである。しかし、複合材料に用いられる繊維は著しい強度分布を示すことが多く、また、複合材料を環境に暴露すると繊維強度が劣化する場合がある等の理...

【概要】1.ポアソン比,縦弾性系数が異なる二つの材料を用いて,3層積層モデルによる複合材料の力学モデルを作製した.これの引張試験を行い,応力ーひずみ線図を得た.さらに部分片振り荷重の下で疲労試験を行なってSN曲線を得るとともに,試験片破断部を顕微鏡で観察し,破壊様式を論じた. 2.複合材料の力学モデルに荷重が作用するときのモデル内に生ずる応力の数値解析を行った.局所的に見ると複合材料内部において材料の縦弾...

【工学】土木工学：材料劣化／複合材料を含む研究件

【概要】昨年までの原子状酸素照射実験の結果、試験片の質量損失は照射時間にほぼ比例することが分かった。また、試験片表面の温度が劣化に深くかかわっていることが分かった。これらの結果を踏まえて、今年度は、より原子状酸素の照射速度を高めるためDCアークジェットの改良型を試作した。これを、超高真空状態を実現可能なスペースチャンバ内に設置し、3種類の試験片(グラファイト、C/C、Si-CC)について照射実験を行った。...

【工学】土木工学：長期耐久性／複合材料を含む研究件

【キーワード】グラフェン / 量産化 / メカノケミカル法 / 複合材料 / メカノケミカル反応 (他11件)

【概要】ナノ強化による複合材料の機械的特性の向上をはかることを目的に、ナノ材料の一つであるグラフェンを量産化させるプロセスを構築した。グラフェンはグラファイトを剥離して薄層化することで得られる。液中でグラファイトを剥離してグラフェンを取り出す液相剥離法が最も安価にグラフェンを量産化できる。本研究では、液相剥離法の前処理方法として、塩と黒鉛の混合物をボールミルによりメカノケミカル反応させることで、グラファイ...

【工学】土木工学：破壊エネルギー／複合材料を含む研究件

【研究代表者】田邊靖博 (1999-2000) 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 助教授 (70163607)

【キーワード】セラミックス / 複合材料 / 破壊エネルギー / シャルピー衝撃試験 / 動的亀裂進展 (他8件)

【概要】セラミック基複合材料における破壊エネルギーを如何に評価するか?という問題とそれによって評価された破壊エネルギーが如何なる破壊プロセス(複合材料の微細組織と亀裂進展との関係)を反映したものであるのか?という問題を,全研究期間を通じて取組んできた.その結果,測定精度を確保するためには複合材料の破壊エネルギーが数kJ/m^2以上という条件が必要となるものの,容易に試験片を分断できるという利点からシャルピ...

【キーワード】セラミックス / 複合材料 / 亀裂進展抵抗 / 破壊エネルギー / 曲げ強度 (他12件)

【概要】本年度は前年度までに開発した高温破壊試験装置を用い,代表的な構造用セラミックスである多結晶アルミナとそれを炭化ケイ素ウィスカーで強化した複合材料の曲げ強度及び破壊エネルギーを室温から高温迄測定した.曲げ強度は3mm×4mm断面の角柱状試験片に対し内スパン10mm,外スパン30mmの4点曲げ破壊試験を行う事で評価し,破壊エネルギーは中央にシェブロン切欠きが導入された試験片をスパン30mmの3点曲げ破...

【工学】土木工学：亀裂進展／複合材料を含む研究件

【研究代表者】田邊靖博 (1999-2000) 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 助教授 (70163607)

【キーワード】セラミックス / 複合材料 / 破壊エネルギー / シャルピー衝撃試験 / 動的亀裂進展 (他8件)

【概要】セラミック基複合材料における破壊エネルギーを如何に評価するか?という問題とそれによって評価された破壊エネルギーが如何なる破壊プロセス(複合材料の微細組織と亀裂進展との関係)を反映したものであるのか?という問題を,全研究期間を通じて取組んできた.その結果,測定精度を確保するためには複合材料の破壊エネルギーが数kJ/m^2以上という条件が必要となるものの,容易に試験片を分断できるという利点からシャルピ...

【工学】土木工学：温度依存性／複合材料を含む研究件

【概要】本研究では,静荷重に対する評価手法に基づき,塑性関節における動的効果を実験的に求めることにより,薄肉管の衝撃軸圧潰特性を評価する手法を提案した.すなわち,塑性関節における動的効果にあらかじめ著者らによって行われた板材の衝撃三点曲げ試験の結果から得られた塑性関節における,曲げ角速度に対する全塑性曲げモーメントの構成式を用いた.そして,この解析結果と実験結果との比較を行うことにより,本解析法の妥当性を...

【工学】土木工学：強度発現メカニズム／複合材料を含む研究件

【キーワード】カーボンナノチューブ / 強度特性 / CVD法 / 強度発現メカニズム / 分子間力 (他14件)

【概要】本研究では高強度無撚CNT糸の創製を目的とし，これまでにCNTの合成条件検討やCNT紡績糸作製条件の最適化，ポリマー含浸（PAA/DMSO処理）による無撚CNT糸の高強度化を行い，無撚CNT糸の機械的特性の向上を検討した．また，薄層・細径なCNTを原料として，基板法から得られるCNT紡績糸の強度ならびに湿式紡績手法により作製されたCNT 糸の各種物性値評価及び高強度化のための処理条件検討を行った．...

【工学】土木工学：コンクリート／複合材料を含む研究件

【キーワード】インテリジェント化 / 複合材料 / アクチュエータ / マトリックスき裂 / CFRP (他12件)

【概要】前年度において,一液性熱硬化型のエポキシ樹脂を熱により作動するカプセル内に封入して,貼付補修用アクチュエータとする手法を提案し,接着剤の軟化,放出,硬化を行うアクチュエータとしての動作確認を行い,予めコンクリート中に埋め込んでおいた接着カプセル封入アクチュエータを熱により作動させ,コンクリート表面に張り付けたCFRPのはく離の補修を行い,補修後の3点曲げ試験により補修が十分行われたことが確認できた...

【工学】土木工学：水和反応／複合材料を含む研究件

【キーワード】化学蓄熱 / ハイブリッド / 高温プロセス / 負荷平準化 / 排熱回収 (他18件)

【概要】酸化マグネシウム/水系を基とした化学蓄熱装置検討し高温プロセスシステムへのハイブリッド(複合)化を検討した。膨張化グラファイトと酸化マグネシウムを複合した化学蓄熱材を開発し熱天秤にて速度論的評価を行い、調製方法の最適化を進めた。材料を実用的なペレットに成形し、これを充填した化学蓄熱装置の性能を評価した。開発した蓄熱材料を有する化学蓄熱装置と高温プロセスとをハイブリッド化することでシステムの負荷平準...

【工学】構造・機能材料：金属ナノ粒子／複合材料を含む研究件

【キーワード】単結晶シリコン / 微粒子 / リチウムイオン電池 / 赤外線焼結 / 厚膜形成 (他16件)

【概要】近年，電気自動車などに用いられているリチウムイオン電池の高容量化が求められている．本研究では，シリコンウェハ製造時に大量に排出される廃シリコン粉末を再利用し，赤外線焼結による低コスト・高容量リチウムイオン電池のシリコン負極の創製を試みた．負極の強度と導電性を付加するために銅粒子やCNFを廃シリコン粉末に混合し赤外線焼結を行い，赤外線焼結条件が膜の特性に対する影響の評価を行った．その結果，本提案手法...

【工学】構造・機能材料：金属間化合物／複合材料を含む研究件

【概要】Mg合金は,金属の中で最も軽量で高い比強度を有するが,常温成形性と耐食性が乏しい.本研究では,薄いAlフォイルでMg合金を包んだクラッド板の製造を検討し,Mg/Alクラッド板を300℃で圧延接合を試み,以下の知見を得た.Mg板とAlフォイルは,圧下率が30%で接着することが可能である.次に,パスごとに300℃で焼鈍を施すと,常温成形性は著しく改良された.さらにMg板とAlフォイルの間にTiフォイル...

【概要】近年材料に対する要求が高度多様になっている.金属間化合物は軽量,優れた力学的特性,耐酸化性に優れており高温構造材料として期待されているが,延性に乏しく脆性であるので単体での使用が制限される.しかし,延性な金属と金属間化合物を積層することで,新しい特性を発現させ,また特定の方向の破壊抵抗を向上させることが可能であると考えられる.このような金属/金属間化合物積層材料を作製する方法の1つに燃焼合成法があ...

【キーワード】メカニカルアロイング / メカノケミストリー / 金属間化合物 / 固相反応 / 反応ミリング (他9件)

【概要】1.反応系の系統化:金属(Zr,Ti,Ni,Nb,Al)-ヘプタン系及びTi-セラミックス(Si_3N_4、SiC)系について、メカニカルアロイングにおける反応性をミリングによる蓄積エネルギーと関連づけた。DSC測定から求めた蓄積エネルギーと化学分析から求めた反応量とに明確な関連が確かめられた。反応の開始はミリングによるエネルギー蓄積の大きいZr,Tiの順で早期に開始されること、また反応開始に潜伏...

【工学】構造・機能材料：金属基複合材料／複合材料を含む研究件

【キーワード】金属基複合材料 / カーボンナノファイバー(CNF) / 金属被覆 / アルミ合金 / 浸透法 (他18件)

【概要】カーボンナノファイバー(CNF)強化複合材料を新東宝で作成するために、まずCNF表面への金属のコーティングを行った。その後コーティングしたCNFのプリフォームを用いて、濡れ性を測定した。さらにプリフォームを用いたアルミの浸透実験を行った。まずコーティングであるが、AlをCNF表面に触媒を用いてコーティングした結果、表面に約5-10nmの厚さで均一なAlのコーティング膜が形成されていた。分析の結果表...

【概要】本課題では、軽量・高剛性・耐熱構造材料として注目されているセラミック粒子強化金属基複合材料(Metal Matrix Composites,MMC)の高温変形挙動(擬弾性、クリープ)に関し、特に強化粒子まわりでの局所的な拡散クリープによる応力緩和の重要性に着目して、理論的・実験的研究を行った。はじめに、多結晶体を対象とした従来の拡散クリープ理論では、拡散と同時に必然的に生ずべき粒界での粘性すべりの...

【キーワード】金属基複合材料 / 透過電子顕微鏡 / 走査型電子顕微鏡 / 破壊 / 変形 (他14件)

【概要】本研究では、スクイズキャスト法、半溶融および溶融攪拌法、ホットプレス法を用いて複合材料を作製した。強化材料として主に、SiC,Al_<18>B_4O_<33>,TiO_2の粒子、ウイスカ、繊維を用い、マトリックスとしてアルミニウム合金、マグネシウム合金およびチタン合金を用いた。これらの複合材料の機械的性質を明らかにし、その発現原因と走査型電子顕微鏡および透過電子顕微鏡による...

【工学】構造・機能材料：アモルファス／複合材料を含む研究件

【キーワード】ハイブリッド材料 / 自己組織化 / バイオミネラリゼーション / 結晶成長 / コロイド粒子 (他16件)

【概要】水溶性高分子によって安定化した無機結晶のアモルファス前駆体の結晶化を、高分子基板で制御することにより、形状や配向を制御したヒドロキシアパタイトや酸化亜鉛の薄膜結晶を作製する手法を開発した。また、アモルファス無機粒子を異方的なコロイド結晶へと制御して変化させることにより、世界初となる炭酸カルシウムやヒドロキシアパタイトの液晶化にも成功した。さらに高分子ゲルと無機結晶を精密に複合化することにより、透明...

【工学】構造・機能材料：リン酸カルシウム／複合材料を含む研究件

【キーワード】バイオマテリアル / ポーラスチタン / 骨折部内固定材 / リン酸カルシウム / 複合材料 (他14件)

【概要】3年間の研究期間を通じて,放電プラズマ焼結法(SPS法)によって,ポーラスメタルの空孔内にβ-TCP(リン酸三カルシウム)などの生分解性リン酸カルシウム系セラミックスを充てんした複合材料(ハイブリッドバイオマテリアル)を開発した.計画1年目は,市販のチタンビーズと市販セラミックス試薬を用いてポーラスTiとリン酸カルシウムからなる複合材を作製した.作成にはSPS法を用いた.作製した試料を用いて,圧縮...

【キーワード】水酸アパタイト / リン酸カルシウム / アパタイト複合体 / 生体親和性 / 破壊靭性 (他12件)

【概要】整形外科領域において人工材料の使用頻度は年々増加している。ところが、臨床報告の蓄積に伴って、生体材料から受ける様々な問題点が明らかになってきた。特に、長期間使用した場合の問題点は、生体骨と材料との界面に生ずるゆがみ(ルーズニング)である。ルーズニングの原因は、(1)材料と生体骨との機械的特性(特に靭性)の違いが大きすぎること、(2)材料と生体骨との結合界面に柔軟性が乏しく、応力集中を受けることにあ...

【キーワード】リン酸カルシウム / アパタイト / 生体材料 / 骨置換材料 / セラミックス (他8件)

【概要】リン酸カルシウム系セラミックスには生体親和性に優れたものがあり,中でもアパタイトは,骨充填材料等として既に一部実用化されている。骨形成に有利な多孔体あるいは顆粒が骨充填材料として一般に使用されているが,現行の材料には強度特性に問題が残り,臨床応用可能な部位や術式が限定されている。本研究代表者は,術語から新生骨が形成されはじめるまでの期間や一定の強度を有し,その後骨形成に有利な足場を多く供給する新し...

【工学】構造・機能材料：界面拡散／複合材料を含む研究件

【概要】本課題では、軽量・高剛性・耐熱構造材料として注目されているセラミック粒子強化金属基複合材料(Metal Matrix Composites,MMC)の高温変形挙動(擬弾性、クリープ)に関し、特に強化粒子まわりでの局所的な拡散クリープによる応力緩和の重要性に着目して、理論的・実験的研究を行った。はじめに、多結晶体を対象とした従来の拡散クリープ理論では、拡散と同時に必然的に生ずべき粒界での粘性すべりの...

【工学】構造・機能材料：界面滑り／複合材料を含む研究件

【概要】本課題では、軽量・高剛性・耐熱構造材料として注目されているセラミック粒子強化金属基複合材料(Metal Matrix Composites,MMC)の高温変形挙動(擬弾性、クリープ)に関し、特に強化粒子まわりでの局所的な拡散クリープによる応力緩和の重要性に着目して、理論的・実験的研究を行った。はじめに、多結晶体を対象とした従来の拡散クリープ理論では、拡散と同時に必然的に生ずべき粒界での粘性すべりの...

【工学】構造・機能材料：界面構造／複合材料を含む研究件

【概要】本研究はSiC/Al複合材料を1つの例とし金属系複合材料に於て最も大きな問題となるマトリックスの内部歪及び界面における化学的変化を電子顕微鏡のみならず構造敏感な性質である内部摩擦測定法を通じて計測しそれをキャラクタリゼーションの1つとして用いることを目的として行ったものである。実験方法としては周波数、温度に関して幅広いスペクトルを計測するため2つの装置を作製した。1つは10^<-5>〜...

【工学】構造・機能材料：生分解性セラミクス／複合材料を含む研究件

【キーワード】バイオマテリアル / ポーラスチタン / 骨折部内固定材 / リン酸カルシウム / 複合材料 (他14件)

【概要】3年間の研究期間を通じて,放電プラズマ焼結法(SPS法)によって,ポーラスメタルの空孔内にβ-TCP(リン酸三カルシウム)などの生分解性リン酸カルシウム系セラミックスを充てんした複合材料(ハイブリッドバイオマテリアル)を開発した.計画1年目は,市販のチタンビーズと市販セラミックス試薬を用いてポーラスTiとリン酸カルシウムからなる複合材を作製した.作成にはSPS法を用いた.作製した試料を用いて,圧縮...

【工学】構造・機能材料：界面反応／複合材料を含む研究件

【キーワード】Al-Li合金 / Al-Mg合金 / スクイズキャスティング / 複合材料 / 界面反応 (他15件)

【概要】低密度、高強度、高弾性率を有する高性能アルミニウム合金材料の開発を目的として、SiCウイスカ強化Al-LiおよびAl-Mg合金複合材料についてスクイズキャステキング法による作製技術の確立と、組織制御における性能特性の関係を解明した。鋳造過程で、合金溶湯のSiCプリフォーム内への浸透経路に沿ってLi,Mg原子が捕獲され、欠乏する異常マクロ偏析現象を見出した。これはプリフォーム内に存在するSiO_2...

【工学】構造・機能材料：アルミナ／複合材料を含む研究件

【概要】昨年度に引き続き、1250℃レベルの高温焼成により作製した一方向整列アルミナリボン強化PZT厚膜について、少なくとも|d_<32>-d_<31>|=20pn/V程度の面内圧電異方性(d_<31>=-(85±5)pm/V、d_<32>=-(105±5)pm/V)が発現すること、また、この一方向強化ラミナによる[+45°/-45°]反対称斜向積層"...

【概要】SiC分散アルミナ系について、二流体ノズル噴霧方式および超音波噴霧方式により、粉末合成を試み、それぞれの方法で作製した粉末の性状の評価を行った後、さらに、それらの粉末を用いて焼結体を作製し、その機械的性質を明らかにした。原料溶液は、0.3mol/lの硝酸アルミニウム水溶液に、分散材である平均粒径0.26ミクロンのSiC粉末を分散した懸濁液を使用した。二流体ノズル噴霧方式では、改良した溶液注入系を用...

【キーワード】サスペンション / アルミナ / 複合材料 / 粒子の分散 / スリップキャスト (他11件)

【概要】水を分散媒としたアルミナ1成分系およびアルミナーシリカとアルミナージルコニア2成分系サスペンション中の粉体粒子の分散性に及ぼすpHおよび中性塩濃度の影響を調べ、泥しょう鋳込み成形により作製した成形体の性質との関係を明らかにした。サスペンションの性質としてζー電位、レオロジ-特性、沈降体積などを、成形体の性質として成形密度、開気孔径分布、焼結挙動(1成分系)、成分分布の均一性(2成分系)を調べた。 ...

【工学】構造・機能材料：内部応力／複合材料を含む研究件

【概要】本課題では、軽量・高剛性・耐熱構造材料として注目されているセラミック粒子強化金属基複合材料(Metal Matrix Composites,MMC)の高温変形挙動(擬弾性、クリープ)に関し、特に強化粒子まわりでの局所的な拡散クリープによる応力緩和の重要性に着目して、理論的・実験的研究を行った。はじめに、多結晶体を対象とした従来の拡散クリープ理論では、拡散と同時に必然的に生ずべき粒界での粘性すべりの...

【工学】構造・機能材料：内部摩擦／複合材料を含む研究件

【キーワード】走査レーザ測長システム / 高温動的ヤング率 / 内部摩擦 / 複合材料 / 擬弾性 (他10件)

【概要】本研究では走査レーザビーム(波長670nm)におる"非接触サブミクロン変位計測"を特徴とする新しい多目的高温材料試験システム試作し,その有用性を示すべく,特に新規の高温構造用材料として注目される金属/セラミックス系複合材料を対象として様々な高温試験を実施し,種々の検討を行った.このシステムでは負荷制御のベースユニットとして汎用の油圧サーボ式疲労試験機をそのまま利用し,試験環境は10...

【概要】高応力下で一定の応力を負荷してクリープ変形あるいは複合材料の界面剥離等を誘起させ、その後の内部摩擦を測定し、界面機能を評価する装置を開発することが目的である。この3年間で、(1):振幅依存性が測定できる高温用チャックの開発、(2):振幅依存性から複合材料の界面剥離現象を把握する、(3):C/C複合材料のデータ収集、(4):本装置の限界の把握、の項目について検討した。その結果、剛性の高いしっかりした...

【概要】本研究はSiC/Al複合材料を1つの例とし金属系複合材料に於て最も大きな問題となるマトリックスの内部歪及び界面における化学的変化を電子顕微鏡のみならず構造敏感な性質である内部摩擦測定法を通じて計測しそれをキャラクタリゼーションの1つとして用いることを目的として行ったものである。実験方法としては周波数、温度に関して幅広いスペクトルを計測するため2つの装置を作製した。1つは10^<-5>〜...

【工学】構造・機能材料：骨折部内固定／複合材料を含む研究件

【キーワード】バイオマテリアル / ポーラスチタン / 骨折部内固定材 / リン酸カルシウム / 複合材料 (他14件)

【概要】3年間の研究期間を通じて,放電プラズマ焼結法(SPS法)によって,ポーラスメタルの空孔内にβ-TCP(リン酸三カルシウム)などの生分解性リン酸カルシウム系セラミックスを充てんした複合材料(ハイブリッドバイオマテリアル)を開発した.計画1年目は,市販のチタンビーズと市販セラミックス試薬を用いてポーラスTiとリン酸カルシウムからなる複合材を作製した.作成にはSPS法を用いた.作製した試料を用いて,圧縮...

【工学】構造・機能材料：骨折部内固定材／複合材料を含む研究件

【キーワード】バイオマテリアル / ポーラスチタン / 骨折部内固定材 / リン酸カルシウム / 複合材料 (他14件)

【概要】3年間の研究期間を通じて,放電プラズマ焼結法(SPS法)によって,ポーラスメタルの空孔内にβ-TCP(リン酸三カルシウム)などの生分解性リン酸カルシウム系セラミックスを充てんした複合材料(ハイブリッドバイオマテリアル)を開発した.計画1年目は,市販のチタンビーズと市販セラミックス試薬を用いてポーラスTiとリン酸カルシウムからなる複合材を作製した.作成にはSPS法を用いた.作製した試料を用いて,圧縮...

【工学】構造・機能材料：イオン伝導／複合材料を含む研究件

❏B-H系錯体水素化物の機能設計マップ -基礎物性からエネルギー関連機能への展開-(18206073)

【概要】B(ホウ素)-H(水素)系錯体水素化物でのエネルギー関連機能や基礎物性などに関わる研究を実施した。「高密度水素貯蔵機能」に加えて、構造相転移に伴う「マイクロ波吸収(自己発熱)機能」やその要因となる「リチウム超イオン伝導機能」などを見出した。これらの革新的機能は、「水素貯蔵技術とマイクロ波利用技術との融合研究」や「新たなリチウムイオン電池用固体電解質の開発研究」など、多様なエネルギー応用の観点から極...

【工学】構造・機能材料：スパークプラズマ焼結／複合材料を含む研究件

【キーワード】バイオマテリアル / ポーラスチタン / 骨折部内固定材 / リン酸カルシウム / 複合材料 (他14件)

【概要】3年間の研究期間を通じて,放電プラズマ焼結法(SPS法)によって,ポーラスメタルの空孔内にβ-TCP(リン酸三カルシウム)などの生分解性リン酸カルシウム系セラミックスを充てんした複合材料(ハイブリッドバイオマテリアル)を開発した.計画1年目は,市販のチタンビーズと市販セラミックス試薬を用いてポーラスTiとリン酸カルシウムからなる複合材を作製した.作成にはSPS法を用いた.作製した試料を用いて,圧縮...

【工学】構造・機能材料：積層材／複合材料を含む研究件

【概要】ある種の繊維強化プラスチック(FRP)積層板では、特定の面内方向について熱膨張係数(CTE)をゼロまたは負とする積層構成が可能である。従来、この特異熱膨張挙動は、軸方向のCTEが本質的に負である炭素繊維(CF)やケブラー繊維(KF)を用いたFRPについてのみ報告されており、ガラス繊維強化プラスチック(GFRP)系では報告例が全くない。本研究では、安価な汎用GFRPでも同様の挙動が見いだされれば、そ...

【工学】構造・機能材料：積層材料／複合材料を含む研究件

【概要】近年材料に対する要求が高度多様になっている.金属間化合物は軽量,優れた力学的特性,耐酸化性に優れており高温構造材料として期待されているが,延性に乏しく脆性であるので単体での使用が制限される.しかし,延性な金属と金属間化合物を積層することで,新しい特性を発現させ,また特定の方向の破壊抵抗を向上させることが可能であると考えられる.このような金属/金属間化合物積層材料を作製する方法の1つに燃焼合成法があ...

【概要】セラミックスは、高温強度、耐腐食性を有する優れた材料であるが、その本質的な脆性・低靭性がその応用にあたっては問題となっている。本研究では、積層化という手法を用いることにより、その破壊靭性を改善し、構造材料として実用化に耐えうる材料の開発を目指している。セラミックス/セラミックス及びセラミックス/ガラス系の積層材料を作製し、その力学的特性を測定するとともに、その際の微視破壊過程の解明を行った。その...

【工学】構造・機能材料：赤外線サーモグラフィー／複合材料を含む研究件

【研究代表者】橋本壽正 (橋本寿正) 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (50101001)

【キーワード】熱拡散率 / 温度波 / 界面熱伝達 / 高速赤外分光イメージング / 顕微高速赤外線サーモグラフィ (他7件)

【概要】新機能の発現を求めて、新素材あるいは新規複合材料が開発されてきたが、高機能材料は少量や薄膜であることが多く、従来の方法論では測定が困難であった。本研究では、赤外線カメラを用いた面内の温度分布を高速でとらえる方法を提案した。特に温度変化は温度の性質から急激な減衰があり、ミクロンオーダーからミリオーダーという短距離でしか観測できないことを明らかにし、高倍率赤外線専用レンズを設計試作して、高速顕微赤外...

【工学】構造・機能材料：接合／複合材料を含む研究件

【概要】酸化・エッチングプロセス制御によって金属表面にナノ構造を創製し、炭素繊維強化熱可塑性プラスチック（CFRTP）積層板と金属の異種材料接合技術を確立することを目的とした。界面ナノ構造を有することで接合界面近傍の母材樹脂が脆性破壊から延性破壊に変化して破壊靭性が大幅に上昇することを明らかにした。き裂進展シミュレーションを実施した結果、ナノ構造を有するき裂進展は平面応力状態の破壊形態と類似していることが...

【工学】構造・機能材料：分散強化／複合材料を含む研究件

【キーワード】金属基複合材料 / カーボンナノファイバー(CNF) / 金属被覆 / アルミ合金 / 浸透法 (他18件)

【概要】カーボンナノファイバー(CNF)強化複合材料を新東宝で作成するために、まずCNF表面への金属のコーティングを行った。その後コーティングしたCNFのプリフォームを用いて、濡れ性を測定した。さらにプリフォームを用いたアルミの浸透実験を行った。まずコーティングであるが、AlをCNF表面に触媒を用いてコーティングした結果、表面に約5-10nmの厚さで均一なAlのコーティング膜が形成されていた。分析の結果表...

【工学】構造・機能材料：徐放性／複合材料を含む研究件

【キーワード】バイオマテリアル / ポーラスチタン / 骨折部内固定材 / リン酸カルシウム / 複合材料 (他14件)

【概要】3年間の研究期間を通じて,放電プラズマ焼結法(SPS法)によって,ポーラスメタルの空孔内にβ-TCP(リン酸三カルシウム)などの生分解性リン酸カルシウム系セラミックスを充てんした複合材料(ハイブリッドバイオマテリアル)を開発した.計画1年目は,市販のチタンビーズと市販セラミックス試薬を用いてポーラスTiとリン酸カルシウムからなる複合材を作製した.作成にはSPS法を用いた.作製した試料を用いて,圧縮...

【工学】構造・機能材料：圧電材料／複合材料を含む研究件

【概要】昨年度に引き続き、1250℃レベルの高温焼成により作製した一方向整列アルミナリボン強化PZT厚膜について、少なくとも|d_<32>-d_<31>|=20pn/V程度の面内圧電異方性(d_<31>=-(85±5)pm/V、d_<32>=-(105±5)pm/V)が発現すること、また、この一方向強化ラミナによる[+45°/-45°]反対称斜向積層"...

【工学】構造・機能材料：熱拡散率／複合材料を含む研究件

【研究代表者】橋本壽正 (橋本寿正) 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (50101001)

【キーワード】熱拡散率 / 温度波 / 界面熱伝達 / 高速赤外分光イメージング / 顕微高速赤外線サーモグラフィ (他7件)

【概要】新機能の発現を求めて、新素材あるいは新規複合材料が開発されてきたが、高機能材料は少量や薄膜であることが多く、従来の方法論では測定が困難であった。本研究では、赤外線カメラを用いた面内の温度分布を高速でとらえる方法を提案した。特に温度変化は温度の性質から急激な減衰があり、ミクロンオーダーからミリオーダーという短距離でしか観測できないことを明らかにし、高倍率赤外線専用レンズを設計試作して、高速顕微赤外...

【概要】複合材料における界面の制御は、諸物性(力学、電気、熱等)の異方性発現に極めて重要である。筆者は、高分子複合材料の熱伝導の異方性と熱的界面に着目し、温度波を用いたミクロ界面の熱伝導性の測定にもとづき、力学場、電場、磁場による熱伝導超異方性材料の設計、開発の指針を得るとともに、ミクロスケールの界面の秩序性と熱伝導異方性との相関を明確にすることを目的とした。初年度は、外場印可のもとに界面の熱伝達を制御...

【工学】構造・機能材料：焼結／複合材料を含む研究件

【キーワード】単結晶シリコン / 微粒子 / リチウムイオン電池 / 赤外線焼結 / 厚膜形成 (他16件)

【概要】近年，電気自動車などに用いられているリチウムイオン電池の高容量化が求められている．本研究では，シリコンウェハ製造時に大量に排出される廃シリコン粉末を再利用し，赤外線焼結による低コスト・高容量リチウムイオン電池のシリコン負極の創製を試みた．負極の強度と導電性を付加するために銅粒子やCNFを廃シリコン粉末に混合し赤外線焼結を行い，赤外線焼結条件が膜の特性に対する影響の評価を行った．その結果，本提案手法...

【工学】構造・機能材料：熱疲労／複合材料を含む研究件

【キーワード】走査レーザ測長システム / 高温動的ヤング率 / 内部摩擦 / 複合材料 / 擬弾性 (他10件)

【概要】本研究では走査レーザビーム(波長670nm)におる"非接触サブミクロン変位計測"を特徴とする新しい多目的高温材料試験システム試作し,その有用性を示すべく,特に新規の高温構造用材料として注目される金属/セラミックス系複合材料を対象として様々な高温試験を実施し,種々の検討を行った.このシステムでは負荷制御のベースユニットとして汎用の油圧サーボ式疲労試験機をそのまま利用し,試験環境は10...

【工学】構造・機能材料：ソーサレーザー測長システム／複合材料を含む研究件

【キーワード】走査レーザ測長システム / 高温動的ヤング率 / 内部摩擦 / 複合材料 / 擬弾性 (他10件)

【概要】本研究では走査レーザビーム(波長670nm)におる"非接触サブミクロン変位計測"を特徴とする新しい多目的高温材料試験システム試作し,その有用性を示すべく,特に新規の高温構造用材料として注目される金属/セラミックス系複合材料を対象として様々な高温試験を実施し,種々の検討を行った.このシステムでは負荷制御のベースユニットとして汎用の油圧サーボ式疲労試験機をそのまま利用し,試験環境は10...

【工学】構造・機能材料：超イオン伝導／複合材料を含む研究件

❏B-H系錯体水素化物の機能設計マップ -基礎物性からエネルギー関連機能への展開-(18206073)

【概要】B(ホウ素)-H(水素)系錯体水素化物でのエネルギー関連機能や基礎物性などに関わる研究を実施した。「高密度水素貯蔵機能」に加えて、構造相転移に伴う「マイクロ波吸収(自己発熱)機能」やその要因となる「リチウム超イオン伝導機能」などを見出した。これらの革新的機能は、「水素貯蔵技術とマイクロ波利用技術との融合研究」や「新たなリチウムイオン電池用固体電解質の開発研究」など、多様なエネルギー応用の観点から極...

【工学】構造・機能材料：材料設計／複合材料を含む研究件

【概要】ある種の繊維強化プラスチック(FRP)積層板では、特定の面内方向について熱膨張係数(CTE)をゼロまたは負とする積層構成が可能である。従来、この特異熱膨張挙動は、軸方向のCTEが本質的に負である炭素繊維(CF)やケブラー繊維(KF)を用いたFRPについてのみ報告されており、ガラス繊維強化プラスチック(GFRP)系では報告例が全くない。本研究では、安価な汎用GFRPでも同様の挙動が見いだされれば、そ...

【工学】構造・機能材料：エポキシ樹脂／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / 粒子充てん複合材料 / 顕微IR / 腐食劣化 / エポキシ樹脂 (他11件)

【概要】本研究は、特に微視的な見地から複合材料を含む高分子材料の腐食劣化機構の解明を目的とするものである。腐食劣化反応の起きていると考えられる腐食層のフロントや複合材料における第2相(強化繊維やフィラー)との界面に着目し、具体的には微視的にどこまでが変色を含めた物理的な変化を受け、どこまで外部環境が拡散侵入し、最終的にどこまでが実際に化学反応を起こしているのかを解明することが鍵となる。そして機構解明により...

【工学】構造・機能材料：粘性滑り／複合材料を含む研究件

【概要】本課題では、軽量・高剛性・耐熱構造材料として注目されているセラミック粒子強化金属基複合材料(Metal Matrix Composites,MMC)の高温変形挙動(擬弾性、クリープ)に関し、特に強化粒子まわりでの局所的な拡散クリープによる応力緩和の重要性に着目して、理論的・実験的研究を行った。はじめに、多結晶体を対象とした従来の拡散クリープ理論では、拡散と同時に必然的に生ずべき粒界での粘性すべりの...

【工学】構造・機能材料：錯体水素化物／複合材料を含む研究件

❏B-H系錯体水素化物の機能設計マップ -基礎物性からエネルギー関連機能への展開-(18206073)

【概要】B(ホウ素)-H(水素)系錯体水素化物でのエネルギー関連機能や基礎物性などに関わる研究を実施した。「高密度水素貯蔵機能」に加えて、構造相転移に伴う「マイクロ波吸収(自己発熱)機能」やその要因となる「リチウム超イオン伝導機能」などを見出した。これらの革新的機能は、「水素貯蔵技術とマイクロ波利用技術との融合研究」や「新たなリチウムイオン電池用固体電解質の開発研究」など、多様なエネルギー応用の観点から極...

【工学】構造・機能材料：超塑性／複合材料を含む研究件

【キーワード】メカニカルアロイング / メカノケミストリー / 金属間化合物 / 固相反応 / 反応ミリング (他9件)

【概要】1.反応系の系統化:金属(Zr,Ti,Ni,Nb,Al)-ヘプタン系及びTi-セラミックス(Si_3N_4、SiC)系について、メカニカルアロイングにおける反応性をミリングによる蓄積エネルギーと関連づけた。DSC測定から求めた蓄積エネルギーと化学分析から求めた反応量とに明確な関連が確かめられた。反応の開始はミリングによるエネルギー蓄積の大きいZr,Tiの順で早期に開始されること、また反応開始に潜伏...

【工学】構造・機能材料：超微細粒鋼／複合材料を含む研究件

【キーワード】超強加工 / 超微細粒鉄鋼材料 / 複合材料 / カーボンナノチューブ / 押出し加工 (他27件)

【概要】本研究では、1パス超強加工として、1パスで90%以上の圧下を与えることができる、ガラスを潤滑材とした押出しに着目する。1パス超強加工である押出しによるスーパーファイン機能創成の研究は過去に無い。スーパーファイン機能とは、構造材料については高い機械的特性を意味する。強度、伸び、じん性などの機械的特性は内部構造敏感な性質である。そこで、スーパーファインな内部構造を、超強加工を利用して一発創成し、機械的...

【工学】構造・機能材料：R-カーブ／複合材料を含む研究件

【概要】セラミックスは、高温強度、耐腐食性を有する優れた材料であるが、その本質的な脆性・低靭性がその応用にあたっては問題となっている。本研究では、積層化という手法を用いることにより、その破壊靭性を改善し、構造材料として実用化に耐えうる材料の開発を目指している。セラミックス/セラミックス及びセラミックス/ガラス系の積層材料を作製し、その力学的特性を測定するとともに、その際の微視破壊過程の解明を行った。その...

【工学】構造・機能材料：チタン／複合材料を含む研究件

【キーワード】バイオマテリアル / ポーラスチタン / 骨折部内固定材 / リン酸カルシウム / 複合材料 (他14件)

【概要】3年間の研究期間を通じて,放電プラズマ焼結法(SPS法)によって,ポーラスメタルの空孔内にβ-TCP(リン酸三カルシウム)などの生分解性リン酸カルシウム系セラミックスを充てんした複合材料(ハイブリッドバイオマテリアル)を開発した.計画1年目は,市販のチタンビーズと市販セラミックス試薬を用いてポーラスTiとリン酸カルシウムからなる複合材を作製した.作成にはSPS法を用いた.作製した試料を用いて,圧縮...

【工学】構造・機能材料：破壊機構／複合材料を含む研究件

【概要】近年材料に対する要求が高度多様になっている.金属間化合物は軽量,優れた力学的特性,耐酸化性に優れており高温構造材料として期待されているが,延性に乏しく脆性であるので単体での使用が制限される.しかし,延性な金属と金属間化合物を積層することで,新しい特性を発現させ,また特定の方向の破壊抵抗を向上させることが可能であると考えられる.このような金属/金属間化合物積層材料を作製する方法の1つに燃焼合成法があ...

【工学】構造・機能材料：破壊靭性／複合材料を含む研究件

【キーワード】力学的性質 / 破壊靭性 / 小角X線散乱 / シンクロトロン放射光 / クレーズ (他12件)

【概要】カーボンナノチューブ(CNT)を添加した高分子複合材料の力学的性質に関して近年多数の研究報告がなされているが,CNTの添加効果は系に依存して大きく異なり,必ずしも力学的性質の向上が得られるとは限らない。これは,高分子とCNTの相互作用が高分子の種類やCNT表面の状態に依存することの他に,CNTの凝集体が破壊の起点となることや,試験片形状の影響などが考えられる。本研究では,CNT,気相成長炭素繊維,...

【概要】セラミックスは、高温強度、耐腐食性を有する優れた材料であるが、その本質的な脆性・低靭性がその応用にあたっては問題となっている。本研究では、積層化という手法を用いることにより、その破壊靭性を改善し、構造材料として実用化に耐えうる材料の開発を目指している。セラミックス/セラミックス及びセラミックス/ガラス系の積層材料を作製し、その力学的特性を測定するとともに、その際の微視破壊過程の解明を行った。その...

【キーワード】水酸アパタイト / リン酸カルシウム / アパタイト複合体 / 生体親和性 / 破壊靭性 (他12件)

【概要】整形外科領域において人工材料の使用頻度は年々増加している。ところが、臨床報告の蓄積に伴って、生体材料から受ける様々な問題点が明らかになってきた。特に、長期間使用した場合の問題点は、生体骨と材料との界面に生ずるゆがみ(ルーズニング)である。ルーズニングの原因は、(1)材料と生体骨との機械的特性(特に靭性)の違いが大きすぎること、(2)材料と生体骨との結合界面に柔軟性が乏しく、応力集中を受けることにあ...

【工学】構造・機能材料：破壊抵抗／複合材料を含む研究件

【概要】球形粒子が分散されたセラミック複合材料におけるき烈進展挙動をシミュレーションするシステムを開発し,き烈進展経路及び破壊抵抗に及ぼす熱残留応力の影響を対して調べた.材料としては,SiC粒子分散Al_2O_3マトリックス複合材料とAl_2O_3粒子分散Sicマトリックス複合材料を対象とし,粒子とマトリックス間の熱膨脹係数差により発生する熱残留応力とき列による集中応力との相互作用に関して調べた.複数に偏...

【工学】構造・機能材料：破壊靱性／複合材料を含む研究件

【キーワード】力学的性質 / 破壊靭性 / 小角X線散乱 / シンクロトロン放射光 / クレーズ (他12件)

【概要】カーボンナノチューブ(CNT)を添加した高分子複合材料の力学的性質に関して近年多数の研究報告がなされているが,CNTの添加効果は系に依存して大きく異なり,必ずしも力学的性質の向上が得られるとは限らない。これは,高分子とCNTの相互作用が高分子の種類やCNT表面の状態に依存することの他に,CNTの凝集体が破壊の起点となることや,試験片形状の影響などが考えられる。本研究では,CNT,気相成長炭素繊維,...

【概要】近年材料に対する要求が高度多様になっている.金属間化合物は軽量,優れた力学的特性,耐酸化性に優れており高温構造材料として期待されているが,延性に乏しく脆性であるので単体での使用が制限される.しかし,延性な金属と金属間化合物を積層することで,新しい特性を発現させ,また特定の方向の破壊抵抗を向上させることが可能であると考えられる.このような金属/金属間化合物積層材料を作製する方法の1つに燃焼合成法があ...

【概要】球形粒子が分散されたセラミック複合材料におけるき烈進展挙動をシミュレーションするシステムを開発し,き烈進展経路及び破壊抵抗に及ぼす熱残留応力の影響を対して調べた.材料としては,SiC粒子分散Al_2O_3マトリックス複合材料とAl_2O_3粒子分散Sicマトリックス複合材料を対象とし,粒子とマトリックス間の熱膨脹係数差により発生する熱残留応力とき列による集中応力との相互作用に関して調べた.複数に偏...

【工学】構造・機能材料：残留応力／複合材料を含む研究件

❏高効率コンバインド発電システム用SiC繊維強化酸化物マトリックス動翼材の開発研究(12555208)

【概要】酸化物をマトリックスとする焼結SiC繊維強化複合材料の製造プロセス、および機棟的性質に関する検討を行った。製造プロセスとしては、溶融含浸法、スラリー含浸法、ともに可能であり、緻密なマトリックスを得ることが出来た。Al203-YAGマトリックスの場合は、1300℃での曲げ強度が780MPaであり常温の破壊エネルギーも14000J/m2に達した。しかし、界面強度調整のためのグラファイトの酸化問題と、強...

【概要】球形粒子が分散されたセラミック複合材料におけるき烈進展挙動をシミュレーションするシステムを開発し,き烈進展経路及び破壊抵抗に及ぼす熱残留応力の影響を対して調べた.材料としては,SiC粒子分散Al_2O_3マトリックス複合材料とAl_2O_3粒子分散Sicマトリックス複合材料を対象とし,粒子とマトリックス間の熱膨脹係数差により発生する熱残留応力とき列による集中応力との相互作用に関して調べた.複数に偏...

【キーワード】Al-Li合金 / Al-Mg合金 / スクイズキャスティング / 複合材料 / 界面反応 (他15件)

【概要】低密度、高強度、高弾性率を有する高性能アルミニウム合金材料の開発を目的として、SiCウイスカ強化Al-LiおよびAl-Mg合金複合材料についてスクイズキャステキング法による作製技術の確立と、組織制御における性能特性の関係を解明した。鋳造過程で、合金溶湯のSiCプリフォーム内への浸透経路に沿ってLi,Mg原子が捕獲され、欠乏する異常マクロ偏析現象を見出した。これはプリフォーム内に存在するSiO_2...

【工学】構造・機能材料：ポーラスチタン／複合材料を含む研究件

【キーワード】バイオマテリアル / ポーラスチタン / 骨折部内固定材 / リン酸カルシウム / 複合材料 (他14件)

【概要】3年間の研究期間を通じて,放電プラズマ焼結法(SPS法)によって,ポーラスメタルの空孔内にβ-TCP(リン酸三カルシウム)などの生分解性リン酸カルシウム系セラミックスを充てんした複合材料(ハイブリッドバイオマテリアル)を開発した.計画1年目は,市販のチタンビーズと市販セラミックス試薬を用いてポーラスTiとリン酸カルシウムからなる複合材を作製した.作成にはSPS法を用いた.作製した試料を用いて,圧縮...

【工学】構造・機能材料：一方向凝固／複合材料を含む研究件

【概要】本継続年度の当初研究実施計画として下記の項目を予定した: 1.NiーWーMo系を対象とし、a)γーαー変系共晶組成の探査、b)最適一方向凝固条件の把握、c)室温〜1100℃の温度域における一方向凝固材の引張試験による強度評価、および 2.折出β相を対象とし、a)折出強化機構の理論的考察の実験的探究、b)β相の溶解・折出に伴う寸法変化の測定、が主な項目である。これらの項目別に研究成果の概要を述べる...

【工学】構造・機能材料：引張試験／複合材料を含む研究件

【キーワード】超強加工 / 超微細粒鉄鋼材料 / 複合材料 / カーボンナノチューブ / 押出し加工 (他27件)

【概要】本研究では、1パス超強加工として、1パスで90%以上の圧下を与えることができる、ガラスを潤滑材とした押出しに着目する。1パス超強加工である押出しによるスーパーファイン機能創成の研究は過去に無い。スーパーファイン機能とは、構造材料については高い機械的特性を意味する。強度、伸び、じん性などの機械的特性は内部構造敏感な性質である。そこで、スーパーファインな内部構造を、超強加工を利用して一発創成し、機械的...

【工学】構造・機能材料：相変態／複合材料を含む研究件

❏確率的マルチフィジックス・マルチスケールモデリング法の提案と各種応用・妥当性確認(16H04239)

【キーワード】確率的シミュレーション / マルチフィジックスモデル / マルチスケールモデル / 複合材料 / 3D積層造形 (他12件)

【概要】繊維強化複合材料と3D積層造形品を主たる対象として、製造に起因するばらつき・不確かさを考慮し、材料特性予測や製造プロセス設計に役立つ確率的有限要素解析手法を開発した。複合材料のミクロ構造における不均質性が考慮できるマルチスケール問題、および、製造プロセスにおけるマルチフィジックス問題に焦点を当て、不確かさの要因分析、感度解析、不確かさの伝播の解析に有用な確率的モデリング・非線形シミュレーション法を...

【工学】構造・機能材料：低サイクル疲労／複合材料を含む研究件

【キーワード】走査レーザ測長システム / 高温動的ヤング率 / 内部摩擦 / 複合材料 / 擬弾性 (他10件)

【概要】本研究では走査レーザビーム(波長670nm)におる"非接触サブミクロン変位計測"を特徴とする新しい多目的高温材料試験システム試作し,その有用性を示すべく,特に新規の高温構造用材料として注目される金属/セラミックス系複合材料を対象として様々な高温試験を実施し,種々の検討を行った.このシステムでは負荷制御のベースユニットとして汎用の油圧サーボ式疲労試験機をそのまま利用し,試験環境は10...

【工学】構造・機能材料：ガラス繊維／複合材料を含む研究件

【概要】ある種の繊維強化プラスチック(FRP)積層板では、特定の面内方向について熱膨張係数(CTE)をゼロまたは負とする積層構成が可能である。従来、この特異熱膨張挙動は、軸方向のCTEが本質的に負である炭素繊維(CF)やケブラー繊維(KF)を用いたFRPについてのみ報告されており、ガラス繊維強化プラスチック(GFRP)系では報告例が全くない。本研究では、安価な汎用GFRPでも同様の挙動が見いだされれば、そ...

【工学】構造・機能材料：放電プラズマ焼結／複合材料を含む研究件

【キーワード】バイオマテリアル / ポーラスチタン / 骨折部内固定材 / リン酸カルシウム / 複合材料 (他14件)

【概要】3年間の研究期間を通じて,放電プラズマ焼結法(SPS法)によって,ポーラスメタルの空孔内にβ-TCP(リン酸三カルシウム)などの生分解性リン酸カルシウム系セラミックスを充てんした複合材料(ハイブリッドバイオマテリアル)を開発した.計画1年目は,市販のチタンビーズと市販セラミックス試薬を用いてポーラスTiとリン酸カルシウムからなる複合材を作製した.作成にはSPS法を用いた.作製した試料を用いて,圧縮...

【工学】構造・機能材料：走査レーザー測長システム／複合材料を含む研究件

【キーワード】走査レーザ測長システム / 高温動的ヤング率 / 内部摩擦 / 複合材料 / 擬弾性 (他10件)

【概要】本研究では走査レーザビーム(波長670nm)におる"非接触サブミクロン変位計測"を特徴とする新しい多目的高温材料試験システム試作し,その有用性を示すべく,特に新規の高温構造用材料として注目される金属/セラミックス系複合材料を対象として様々な高温試験を実施し,種々の検討を行った.このシステムでは負荷制御のベースユニットとして汎用の油圧サーボ式疲労試験機をそのまま利用し,試験環境は10...

【工学】構造・機能材料：ポリプロピレン／複合材料を含む研究件

【概要】ある種の繊維強化プラスチック(FRP)積層板では、特定の面内方向について熱膨張係数(CTE)をゼロまたは負とする積層構成が可能である。従来、この特異熱膨張挙動は、軸方向のCTEが本質的に負である炭素繊維(CF)やケブラー繊維(KF)を用いたFRPについてのみ報告されており、ガラス繊維強化プラスチック(GFRP)系では報告例が全くない。本研究では、安価な汎用GFRPでも同様の挙動が見いだされれば、そ...

【工学】構造・機能材料：機械的性質／複合材料を含む研究件

【キーワード】金属基複合材料 / 透過電子顕微鏡 / 走査型電子顕微鏡 / 破壊 / 変形 (他14件)

【概要】本研究では、スクイズキャスト法、半溶融および溶融攪拌法、ホットプレス法を用いて複合材料を作製した。強化材料として主に、SiC,Al_<18>B_4O_<33>,TiO_2の粒子、ウイスカ、繊維を用い、マトリックスとしてアルミニウム合金、マグネシウム合金およびチタン合金を用いた。これらの複合材料の機械的性質を明らかにし、その発現原因と走査型電子顕微鏡および透過電子顕微鏡による...

【工学】構造・機能材料：マイクロメカニックス／複合材料を含む研究件

【概要】本課題では、軽量・高剛性・耐熱構造材料として注目されているセラミック粒子強化金属基複合材料(Metal Matrix Composites,MMC)の高温変形挙動(擬弾性、クリープ)に関し、特に強化粒子まわりでの局所的な拡散クリープによる応力緩和の重要性に着目して、理論的・実験的研究を行った。はじめに、多結晶体を対象とした従来の拡散クリープ理論では、拡散と同時に必然的に生ずべき粒界での粘性すべりの...

【キーワード】複合材料 / 傾斜機能材料 / 熱応力緩和 / 微視力学(マイクロメカニックス) / クリ-プ (他12件)

【概要】本研究は、耐熱構造材料として注目されているセラミックス-金属系多相材料について、セラミックス(主に繊維状または粒状の分散相)と金属(マトリックス相)熱膨張係数差に起因する熱応力の効果に着目し、微視力学的な観点から、高温変形および破壊の機構を明らかにしようとしたものである。特に、繰り返し加熱・冷却によって生じるラチェット変形(熱サイクル超塑性)に焦点をあてて、理論的および実験的な研究を行った。はじ...

【工学】構造・機能材料：多孔体／複合材料を含む研究件

【概要】様々な手法で3次元ネットワーク構造の微細な細孔を有するセラミックス多孔体を作製し、これに各種の低表面エネルギー液体を含浸することで、固体-液体バルク複合材料(SLBC)を作製し、液体の粘性、表面エネルギーなどの特性が、得られる材料の静的動的撥水性へ及ぼす影響を明らかにした。アルミナ多孔体を用いたSLBCでは水滴が転落する際はほとんど回転していないことが判った。またその上での水滴は、外部電界により...

【工学】構造・機能材料：き烈経路／複合材料を含む研究件

【概要】球形粒子が分散されたセラミック複合材料におけるき烈進展挙動をシミュレーションするシステムを開発し,き烈進展経路及び破壊抵抗に及ぼす熱残留応力の影響を対して調べた.材料としては,SiC粒子分散Al_2O_3マトリックス複合材料とAl_2O_3粒子分散Sicマトリックス複合材料を対象とし,粒子とマトリックス間の熱膨脹係数差により発生する熱残留応力とき列による集中応力との相互作用に関して調べた.複数に偏...

【工学】構造・機能材料：き裂経路／複合材料を含む研究件

【概要】球形粒子が分散されたセラミック複合材料におけるき烈進展挙動をシミュレーションするシステムを開発し,き烈進展経路及び破壊抵抗に及ぼす熱残留応力の影響を対して調べた.材料としては,SiC粒子分散Al_2O_3マトリックス複合材料とAl_2O_3粒子分散Sicマトリックス複合材料を対象とし,粒子とマトリックス間の熱膨脹係数差により発生する熱残留応力とき列による集中応力との相互作用に関して調べた.複数に偏...

【工学】構造・機能材料：き裂進展／複合材料を含む研究件

【概要】近年材料に対する要求が高度多様になっている.金属間化合物は軽量,優れた力学的特性,耐酸化性に優れており高温構造材料として期待されているが,延性に乏しく脆性であるので単体での使用が制限される.しかし,延性な金属と金属間化合物を積層することで,新しい特性を発現させ,また特定の方向の破壊抵抗を向上させることが可能であると考えられる.このような金属/金属間化合物積層材料を作製する方法の1つに燃焼合成法があ...

【工学】構造・機能材料：マグネシウム合金／複合材料を含む研究件

【概要】Mg合金は,金属の中で最も軽量で高い比強度を有するが,常温成形性と耐食性が乏しい.本研究では,薄いAlフォイルでMg合金を包んだクラッド板の製造を検討し,Mg/Alクラッド板を300℃で圧延接合を試み,以下の知見を得た.Mg板とAlフォイルは,圧下率が30%で接着することが可能である.次に,パスごとに300℃で焼鈍を施すと,常温成形性は著しく改良された.さらにMg板とAlフォイルの間にTiフォイル...

【キーワード】金属基複合材料 / 透過電子顕微鏡 / 走査型電子顕微鏡 / 破壊 / 変形 (他14件)

【概要】本研究では、スクイズキャスト法、半溶融および溶融攪拌法、ホットプレス法を用いて複合材料を作製した。強化材料として主に、SiC,Al_<18>B_4O_<33>,TiO_2の粒子、ウイスカ、繊維を用い、マトリックスとしてアルミニウム合金、マグネシウム合金およびチタン合金を用いた。これらの複合材料の機械的性質を明らかにし、その発現原因と走査型電子顕微鏡および透過電子顕微鏡による...

【工学】構造・機能材料：時効硬化／複合材料を含む研究件

【キーワード】高圧凝固 / 複合材料 / 高力アルミニウム合金 / Al-Li合金 / Al-Li-Cu合金 (他13件)

【概要】高圧凝固プロセスにより作製した高力アルミニウム合金/Sicウィスカ複合材料、Al-Li系合金およびAl-Li合金/Sicウィスカ複合材料の特性、品質を組織的に評価し、その時効析出挙動について研究を行った。 Al-2.3%Li-0.2%Zr、Al-2.3%Li-2.8%Cu-0.2%Zr合金を50〜100MPaの高加圧力下で凝固させることにより、ボロシティおよびボイド等の欠陥のない健全な凝固組織が得...

【工学】構造・機能材料：時効析出／複合材料を含む研究件

【キーワード】Al-Li合金 / Al-Mg合金 / スクイズキャスティング / 複合材料 / 界面反応 (他15件)

【概要】低密度、高強度、高弾性率を有する高性能アルミニウム合金材料の開発を目的として、SiCウイスカ強化Al-LiおよびAl-Mg合金複合材料についてスクイズキャステキング法による作製技術の確立と、組織制御における性能特性の関係を解明した。鋳造過程で、合金溶湯のSiCプリフォーム内への浸透経路に沿ってLi,Mg原子が捕獲され、欠乏する異常マクロ偏析現象を見出した。これはプリフォーム内に存在するSiO_2...

【工学】構造・機能材料：擬弾性／複合材料を含む研究件

【キーワード】走査レーザ測長システム / 高温動的ヤング率 / 内部摩擦 / 複合材料 / 擬弾性 (他10件)

【概要】本研究では走査レーザビーム(波長670nm)におる"非接触サブミクロン変位計測"を特徴とする新しい多目的高温材料試験システム試作し,その有用性を示すべく,特に新規の高温構造用材料として注目される金属/セラミックス系複合材料を対象として様々な高温試験を実施し,種々の検討を行った.このシステムでは負荷制御のベースユニットとして汎用の油圧サーボ式疲労試験機をそのまま利用し,試験環境は10...

【工学】構造・機能材料：逆問題解析／複合材料を含む研究件

【キーワード】アコースティック・エミッション / 逆演算 / 定量非破壊 / マイクロクラック / 複合材料 (他12件)

【概要】アコースティック・エミッション(AE)変換子で検出した微視割れを、逆演算解析することにより動的に定量評価を行い、かつ超音波探傷子により微視割れ合体の大きさを同定する新しいタイプの非破壊評価機器を開発を行ない、金属、複合材料、セラミックスコーティングの非破壊評価を行った。超音波逆演算装置の開発では、検出されたAE信号V(t)の逆演算を行うことで、割れ体積D(t)を導出し、弾性論による円柱クラックモ...

【工学】構造・機能材料：電気陰性度／複合材料を含む研究件

❏B-H系錯体水素化物の機能設計マップ -基礎物性からエネルギー関連機能への展開-(18206073)

【概要】B(ホウ素)-H(水素)系錯体水素化物でのエネルギー関連機能や基礎物性などに関わる研究を実施した。「高密度水素貯蔵機能」に加えて、構造相転移に伴う「マイクロ波吸収(自己発熱)機能」やその要因となる「リチウム超イオン伝導機能」などを見出した。これらの革新的機能は、「水素貯蔵技術とマイクロ波利用技術との融合研究」や「新たなリチウムイオン電池用固体電解質の開発研究」など、多様なエネルギー応用の観点から極...

【工学】構造・機能材料：ナノファイバー／複合材料を含む研究件

【キーワード】スーパーエンジニアリングプラスチック / ナノファイバー / 複合材料 / 耐熱性 / 表面改質

【概要】本研究では、ポリマー材料の中でも高耐熱性かつ高強度であるスーパーエンジニアリングプラスチック（スーパーエンプラ）に着目し、そのナノファイバー化に向けた基盤研究を実施している。具体的な研究内容は、耐熱温度が高く、ナノファイバー直径が小さく、弾性率が高いスーパーエンプラナノファイバー（SEnF）を作製することである。当該年度では、昨年度に引き続き、スーパーエンプラの１つであるポリエーテルエーテルケト...

【研究代表者】藤澤秀次国立研究開発法人森林総合研究所, 森林資源化学研究領域, 研究員 (80756453)

【概要】セルロースナノファイバー（ＣＮＦ）と汎用疎水性高分子（ポリスチレンおよびポリメチルメタクリレート）の均一複合化手法を開発し、力学物性および熱機械物性について調べた。幅3 nmのＣＮＦが高分子と均一に複合化されることで、得られるＣＮＦ/高分子複合材料は高い透明性を示した。また、ＣＮＦ添加量に伴って材料のヤング率、強度および熱寸法安定性が向上した。本成果は、今後のCNF/高分子複合材料の基礎的知見とし...

【キーワード】ナノファイバ / 光グラフト重合 / 表面改質 / 親水性 / 生体適合性 (他16件)

【概要】本研究では，当研究室のこれまでの研究成果である「ナノファイバー」、「紫外線照射による光グラフト重合法」、「機能性評価」に関する知見の融合を試み，光グラフト重合法による表面改質を用いた新規機能性ナノファイバーの創製を試みた．その結果，汎用性の高いポリマーを使ったナノファイバー作製に成功した．また，伸縮性と高い弾性率からさまざまな用途に使われているポリウレタンをナノファイバー化し，アクリル酸の光グラフ...

【工学】構造・機能材料：電気抵抗／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / 構造キャパシタ / ３Ｄプリンタ / 自己センシング / CFRP (他16件)

【概要】高価な炭素繊維強化複合材料を一般構造に適用するため，構造以外の蓄電機能を持たせる構造キャパシタを開発する．本研究ではサンドイッチ構造のコア部分にキャパシタを内蔵するサンドイッチ構造キャパシタを提案した．フォームコアでは電解液の漏洩が発生するため，３Ｄプリンタで作成したスナップイン構造を用いることにした．スナップイン構造のコア内部に防水処理をしたキャパシタを設置することで蓄電機能目標を達成した．３点...

【概要】炭素繊維強化プラスチック積層板の強化繊維の炭素繊維をそのままセンサとして用いる自己損傷検知手法に熱変形の前後で電気抵抗を測定して差異を統計的に判定する手法を提案している.ジュール発熱を利用し,冷却過程でブロックごとの電気抵抗を測定し,電気抵抗変化の統計的関係の変化から,周囲との差異を検出する.この手法を衝撃荷重後の損傷,初期欠陥に適用し,実験的に検証した.また,電極損傷時にも有効に損傷の有無を検知...

❏自己センシングCFRP構造システムの耐久性評価(19560074)

【キーワード】CFRP / 電気抵抗 / めっき / 複合材料 / 損傷

【概要】炭素繊維強化複合材料(CFRP)のはく離損傷は目視検査困難であり, CFRP構造の信頼性確保のために炭素繊維の導電性を利用した電気抵抗変化法による損傷モニタリングが研究されている. この方法には, CFRP構造に電極を設置する必要があり, 電極の信頼性がモニタリングシステムの信頼性に直結する. 本研究では, さまざまな電極を検討し, 長期繰り返し負荷試験を実施して, 信頼性の高い電極を用いた電気抵...

【工学】構造・機能材料：温度波／複合材料を含む研究件

【研究代表者】橋本壽正 (橋本寿正) 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (50101001)

【キーワード】熱拡散率 / 温度波 / 界面熱伝達 / 高速赤外分光イメージング / 顕微高速赤外線サーモグラフィ (他7件)

【概要】新機能の発現を求めて、新素材あるいは新規複合材料が開発されてきたが、高機能材料は少量や薄膜であることが多く、従来の方法論では測定が困難であった。本研究では、赤外線カメラを用いた面内の温度分布を高速でとらえる方法を提案した。特に温度変化は温度の性質から急激な減衰があり、ミクロンオーダーからミリオーダーという短距離でしか観測できないことを明らかにし、高倍率赤外線専用レンズを設計試作して、高速顕微赤外...

【工学】構造・機能材料：温度波熱分析法／複合材料を含む研究件

【概要】複合材料における界面の制御は、諸物性(力学、電気、熱等)の異方性発現に極めて重要である。筆者は、高分子複合材料の熱伝導の異方性と熱的界面に着目し、温度波を用いたミクロ界面の熱伝導性の測定にもとづき、力学場、電場、磁場による熱伝導超異方性材料の設計、開発の指針を得るとともに、ミクロスケールの界面の秩序性と熱伝導異方性との相関を明確にすることを目的とした。初年度は、外場印可のもとに界面の熱伝達を制御...

【工学】構造・機能材料：体積力法／複合材料を含む研究件

【概要】球形粒子が分散されたセラミック複合材料におけるき烈進展挙動をシミュレーションするシステムを開発し,き烈進展経路及び破壊抵抗に及ぼす熱残留応力の影響を対して調べた.材料としては,SiC粒子分散Al_2O_3マトリックス複合材料とAl_2O_3粒子分散Sicマトリックス複合材料を対象とし,粒子とマトリックス間の熱膨脹係数差により発生する熱残留応力とき列による集中応力との相互作用に関して調べた.複数に偏...

【工学】構造・機能材料：ミリング／複合材料を含む研究件

❏B-H系錯体水素化物の機能設計マップ -基礎物性からエネルギー関連機能への展開-(18206073)

【概要】B(ホウ素)-H(水素)系錯体水素化物でのエネルギー関連機能や基礎物性などに関わる研究を実施した。「高密度水素貯蔵機能」に加えて、構造相転移に伴う「マイクロ波吸収(自己発熱)機能」やその要因となる「リチウム超イオン伝導機能」などを見出した。これらの革新的機能は、「水素貯蔵技術とマイクロ波利用技術との融合研究」や「新たなリチウムイオン電池用固体電解質の開発研究」など、多様なエネルギー応用の観点から極...

【工学】構造・機能材料：耐熱合金／複合材料を含む研究件

【概要】本継続年度の当初研究実施計画として下記の項目を予定した: 1.NiーWーMo系を対象とし、a)γーαー変系共晶組成の探査、b)最適一方向凝固条件の把握、c)室温〜1100℃の温度域における一方向凝固材の引張試験による強度評価、および 2.折出β相を対象とし、a)折出強化機構の理論的考察の実験的探究、b)β相の溶解・折出に伴う寸法変化の測定、が主な項目である。これらの項目別に研究成果の概要を述べる...

【工学】構造・機能材料：耐熱材料／複合材料を含む研究件

【キーワード】走査レーザ測長システム / 高温動的ヤング率 / 内部摩擦 / 複合材料 / 擬弾性 (他10件)

【概要】本研究では走査レーザビーム(波長670nm)におる"非接触サブミクロン変位計測"を特徴とする新しい多目的高温材料試験システム試作し,その有用性を示すべく,特に新規の高温構造用材料として注目される金属/セラミックス系複合材料を対象として様々な高温試験を実施し,種々の検討を行った.このシステムでは負荷制御のベースユニットとして汎用の油圧サーボ式疲労試験機をそのまま利用し,試験環境は10...

【工学】構造・機能材料：非破壊評価／複合材料を含む研究件

【研究代表者】榎学 (1997) 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教授 (70201960)

【キーワード】創造科学 / 科学文化 / 無機系複合材料 / 日英科学技術史 / 複合材料 (他12件)

【概要】東京大学先端科学技術研究センターは、オックスフォード大学と「国際創造科学分野」と「国際科学文化分野」の両分野における具体的な共同研究を通して、相互の研究者、大学院学生の同一の場での交流により、両国の研究・教育に関するスタイル、方法論などの相違の正しい理解を深め、科学技術、文化相互理解の両面で効果のある国際共同研究のあり方をさぐるために、次の具体的なテーマについて共同研究を行った。 (1)無機系複合...

【工学】構造・機能材料：水素化物／複合材料を含む研究件

❏B-H系錯体水素化物の機能設計マップ -基礎物性からエネルギー関連機能への展開-(18206073)

【概要】B(ホウ素)-H(水素)系錯体水素化物でのエネルギー関連機能や基礎物性などに関わる研究を実施した。「高密度水素貯蔵機能」に加えて、構造相転移に伴う「マイクロ波吸収(自己発熱)機能」やその要因となる「リチウム超イオン伝導機能」などを見出した。これらの革新的機能は、「水素貯蔵技術とマイクロ波利用技術との融合研究」や「新たなリチウムイオン電池用固体電解質の開発研究」など、多様なエネルギー応用の観点から極...

【工学】構造・機能材料：水素貯蔵／複合材料を含む研究件

❏B-H系錯体水素化物の機能設計マップ -基礎物性からエネルギー関連機能への展開-(18206073)

【概要】B(ホウ素)-H(水素)系錯体水素化物でのエネルギー関連機能や基礎物性などに関わる研究を実施した。「高密度水素貯蔵機能」に加えて、構造相転移に伴う「マイクロ波吸収(自己発熱)機能」やその要因となる「リチウム超イオン伝導機能」などを見出した。これらの革新的機能は、「水素貯蔵技術とマイクロ波利用技術との融合研究」や「新たなリチウムイオン電池用固体電解質の開発研究」など、多様なエネルギー応用の観点から極...

【工学】構造・機能材料：微視破壊／複合材料を含む研究件

【概要】近年材料に対する要求が高度多様になっている.金属間化合物は軽量,優れた力学的特性,耐酸化性に優れており高温構造材料として期待されているが,延性に乏しく脆性であるので単体での使用が制限される.しかし,延性な金属と金属間化合物を積層することで,新しい特性を発現させ,また特定の方向の破壊抵抗を向上させることが可能であると考えられる.このような金属/金属間化合物積層材料を作製する方法の1つに燃焼合成法があ...

【工学】構造・機能材料：高温クリープ／複合材料を含む研究件

【概要】高応力下で一定の応力を負荷してクリープ変形あるいは複合材料の界面剥離等を誘起させ、その後の内部摩擦を測定し、界面機能を評価する装置を開発することが目的である。この3年間で、(1):振幅依存性が測定できる高温用チャックの開発、(2):振幅依存性から複合材料の界面剥離現象を把握する、(3):C/C複合材料のデータ収集、(4):本装置の限界の把握、の項目について検討した。その結果、剛性の高いしっかりした...

【工学】構造・機能材料：高温強度／複合材料を含む研究件

【概要】本継続年度の当初研究実施計画として下記の項目を予定した: 1.NiーWーMo系を対象とし、a)γーαー変系共晶組成の探査、b)最適一方向凝固条件の把握、c)室温〜1100℃の温度域における一方向凝固材の引張試験による強度評価、および 2.折出β相を対象とし、a)折出強化機構の理論的考察の実験的探究、b)β相の溶解・折出に伴う寸法変化の測定、が主な項目である。これらの項目別に研究成果の概要を述べる...

【工学】構造・機能材料：高温材料／複合材料を含む研究件

【概要】本課題では、軽量・高剛性・耐熱構造材料として注目されているセラミック粒子強化金属基複合材料(Metal Matrix Composites,MMC)の高温変形挙動(擬弾性、クリープ)に関し、特に強化粒子まわりでの局所的な拡散クリープによる応力緩和の重要性に着目して、理論的・実験的研究を行った。はじめに、多結晶体を対象とした従来の拡散クリープ理論では、拡散と同時に必然的に生ずべき粒界での粘性すべりの...

【工学】構造・機能材料：高温動的ヤング率／複合材料を含む研究件

【キーワード】走査レーザ測長システム / 高温動的ヤング率 / 内部摩擦 / 複合材料 / 擬弾性 (他10件)

【概要】本研究では走査レーザビーム(波長670nm)におる"非接触サブミクロン変位計測"を特徴とする新しい多目的高温材料試験システム試作し,その有用性を示すべく,特に新規の高温構造用材料として注目される金属/セラミックス系複合材料を対象として様々な高温試験を実施し,種々の検討を行った.このシステムでは負荷制御のベースユニットとして汎用の油圧サーボ式疲労試験機をそのまま利用し,試験環境は10...

【工学】構造・機能材料：高温変形／複合材料を含む研究件

❏セラミックス-金属系多相材料の熱・弾塑性応答(微視力学的解析システムとその機能検証)(03452254)

【概要】前年度に具体化した主な項目は,1)微視力学モデルに基づく弾塑性構成式の定式化,2)熱・弾塑性応答の数値解析ソフトウェア作成,3)局部加熱方式動的熱変形試験装置の設計・製作,4)クリープ効果の基礎的検討である。当該年度では、まず始めに上記1)に基づく2)のソフトウェアを用いて、平板状のZr3_2-Ni系傾斜組成制御体に関する一連の熱応力解析を実施した。特に上記3)との関連から、Ni相の塑性挙動を無視...

【工学】構造・機能材料：高機能化／複合材料を含む研究件

【キーワード】ナノファイバ / 光グラフト重合 / 表面改質 / 親水性 / 生体適合性 (他16件)

【概要】本研究では，当研究室のこれまでの研究成果である「ナノファイバー」、「紫外線照射による光グラフト重合法」、「機能性評価」に関する知見の融合を試み，光グラフト重合法による表面改質を用いた新規機能性ナノファイバーの創製を試みた．その結果，汎用性の高いポリマーを使ったナノファイバー作製に成功した．また，伸縮性と高い弾性率からさまざまな用途に使われているポリウレタンをナノファイバー化し，アクリル酸の光グラフ...

【キーワード】複合材料 / ナノコンポジット / 高強度化 / コーティング / ナノ分散 (他11件)

【概要】本研究では，従来の繊維強化プラスチックにナノ分散させたナノフィラーを加えることで，更なる高強度化，長寿命化，そして高機能化を図ることを目的として研究を遂行した。ナノフィラーを直接複合材料に混ぜ込む手法と，ナノ分散スラリーを調製し，それをコーティングさせる2つの手法を試みた。直接複合材料に混ぜ込むことで，ナノフィラーは繊維/樹脂界面の接着力を高め，複合材料を更に高強度化させる作用があることを見出した...

【工学】構造・機能材料：曲げ強度／複合材料を含む研究件

【キーワード】セラミックス / 複合材料 / 亀裂進展抵抗 / 破壊エネルギー / 曲げ強度 (他12件)

【概要】本年度は前年度までに開発した高温破壊試験装置を用い,代表的な構造用セラミックスである多結晶アルミナとそれを炭化ケイ素ウィスカーで強化した複合材料の曲げ強度及び破壊エネルギーを室温から高温迄測定した.曲げ強度は3mm×4mm断面の角柱状試験片に対し内スパン10mm,外スパン30mmの4点曲げ破壊試験を行う事で評価し,破壊エネルギーは中央にシェブロン切欠きが導入された試験片をスパン30mmの3点曲げ破...

【工学】構造・機能材料：曲げ試験／複合材料を含む研究件

【キーワード】セラミックス / 複合材料 / 亀裂進展抵抗 / 破壊エネルギー / 曲げ強度 (他12件)

【概要】本年度は前年度までに開発した高温破壊試験装置を用い,代表的な構造用セラミックスである多結晶アルミナとそれを炭化ケイ素ウィスカーで強化した複合材料の曲げ強度及び破壊エネルギーを室温から高温迄測定した.曲げ強度は3mm×4mm断面の角柱状試験片に対し内スパン10mm,外スパン30mmの4点曲げ破壊試験を行う事で評価し,破壊エネルギーは中央にシェブロン切欠きが導入された試験片をスパン30mmの3点曲げ破...

【工学】構造・機能材料：高靭化機構／複合材料を含む研究件

【概要】近年材料に対する要求が高度多様になっている.金属間化合物は軽量,優れた力学的特性,耐酸化性に優れており高温構造材料として期待されているが,延性に乏しく脆性であるので単体での使用が制限される.しかし,延性な金属と金属間化合物を積層することで,新しい特性を発現させ,また特定の方向の破壊抵抗を向上させることが可能であると考えられる.このような金属/金属間化合物積層材料を作製する方法の1つに燃焼合成法があ...

【工学】移動現象および単位操作：噴霧熱分解法／複合材料を含む研究件

【概要】SiC分散アルミナ系について、二流体ノズル噴霧方式および超音波噴霧方式により、粉末合成を試み、それぞれの方法で作製した粉末の性状の評価を行った後、さらに、それらの粉末を用いて焼結体を作製し、その機械的性質を明らかにした。原料溶液は、0.3mol/lの硝酸アルミニウム水溶液に、分散材である平均粒径0.26ミクロンのSiC粉末を分散した懸濁液を使用した。二流体ノズル噴霧方式では、改良した溶液注入系を用...

【工学】総合工学：不熱膨張材料／複合材料を含む研究件

【概要】近年の産業技術の発達に伴い，熱膨張は極めて重要な現象となっている．熱膨張抑制手法として，温めると弾性的に縮む負熱膨張材料が注目を集めている．負熱膨張材料開発の一つのアプローチとして，熱膨張率の異なる複数の材料と空孔を適切にレイアウトすることで負熱膨張を生み出す手法があり，研究代表者らの研究グループは，3Dプリンタを活用しこのような複合材料を開発している．本研究では熱的に性質が安定した金属で広い温度...

【工学】総合工学：負熱膨張材料／複合材料を含む研究件

【概要】近年の産業技術の発達に伴い，熱膨張は極めて重要な現象となっている．熱膨張抑制手法として，温めると弾性的に縮む負熱膨張材料が注目を集めている．負熱膨張材料開発の一つのアプローチとして，熱膨張率の異なる複数の材料と空孔を適切にレイアウトすることで負熱膨張を生み出す手法があり，研究代表者らの研究グループは，3Dプリンタを活用しこのような複合材料を開発している．本研究では熱的に性質が安定した金属で広い温度...

【概要】近年の産業技術の発達に伴い，熱膨張は極めて重要な現象となっている．熱膨張制御の一つの手法として，温めると弾性的に縮む負熱膨張材料が注目を集めている．負熱膨張材料開発の一つのアプローチとして，熱膨張率の異なる複数の材料と空孔を適切にレイアウトすることで，負熱膨張を生み出す手法がある．申請者らの研究グループは，汎用のマルチマテリアル3Dプリンタを用い，平面的な負熱膨張を生み出す複合材料を開発した．ただ...

【概要】負の熱膨張率を有するセラミック粒子（Zr2WP2O12とZr2MoP2O12）を合成し、ポリイミドと複合化することで熱膨張率が20 ppm/K以下のポリマー／セラミックス複合材を作製した。まず、Zr2MoP2O12の焼結体を作製し、その熱的機械的性質を明らかにした。次に、ポリマー／セラミックス複合材を作製した。ポリマーの前駆体とセラミック粒子の混合プロセス、ポリマーの重合プロセスを最適化することで...

【工学】総合工学：材料モデル／複合材料を含む研究件

【キーワード】材料モデル / 成形シミュレーション / 異方性 / 複合材料 / 破壊予測 (他14件)

【概要】本研究では，強い異方性を示す薄板材を用いた成形シミュレーションの精度向上および破壊予測精度向上を目的とした材料モデル構築を行い，複層鋼板およびアルミニウム合金板を用いた検証を行った．本モデルは異方性表現能力の向上を達成するために，降伏応力異方性と変形異方性を独立評価できる非関連流れ則に基づいた定式化が行われた．SUS304とSUS420J2からなる複層鋼板とアルミニウム合金板A6016-T6を用意...

【工学】総合工学：塑性構成式／複合材料を含む研究件

【キーワード】材料モデル / 成形シミュレーション / 異方性 / 複合材料 / 破壊予測 (他14件)

【概要】本研究では，強い異方性を示す薄板材を用いた成形シミュレーションの精度向上および破壊予測精度向上を目的とした材料モデル構築を行い，複層鋼板およびアルミニウム合金板を用いた検証を行った．本モデルは異方性表現能力の向上を達成するために，降伏応力異方性と変形異方性を独立評価できる非関連流れ則に基づいた定式化が行われた．SUS304とSUS420J2からなる複層鋼板とアルミニウム合金板A6016-T6を用意...

【工学】総合工学：超精密切削／複合材料を含む研究件

【概要】高度情報化社会の発展に伴い、LSI(大規模集積回路)のさらなる高密度化が求められている。LSIの高密度化を実現するには基板の高精度平坦化が必要不可欠ある。本研究では、単結晶ダイヤモンドバイトを用いた超精密切削技術によりLSI基板を高精度に平坦化する技術(プラナリゼーション)を確立させることを目的として研究を行っている。平成18年度では、主に以下の内容について研究を行った。 (1)傾斜切削実験工具...

【工学】総合工学：組織制御／複合材料を含む研究件

【キーワード】超強加工 / 超微細粒鉄鋼材料 / 複合材料 / カーボンナノチューブ / 押出し加工 (他27件)

【概要】本研究では、1パス超強加工として、1パスで90%以上の圧下を与えることができる、ガラスを潤滑材とした押出しに着目する。1パス超強加工である押出しによるスーパーファイン機能創成の研究は過去に無い。スーパーファイン機能とは、構造材料については高い機械的特性を意味する。強度、伸び、じん性などの機械的特性は内部構造敏感な性質である。そこで、スーパーファインな内部構造を、超強加工を利用して一発創成し、機械的...

【工学】総合工学：SiC ／複合材料を含む研究件

【概要】本研究はSiC/Al複合材料を1つの例とし金属系複合材料に於て最も大きな問題となるマトリックスの内部歪及び界面における化学的変化を電子顕微鏡のみならず構造敏感な性質である内部摩擦測定法を通じて計測しそれをキャラクタリゼーションの1つとして用いることを目的として行ったものである。実験方法としては周波数、温度に関して幅広いスペクトルを計測するため2つの装置を作製した。1つは10^<-5>〜...

【工学】総合工学：毛管現象／複合材料を含む研究件

【概要】近年の産業技術の発達に伴い，熱膨張は極めて重要な現象となっている．熱膨張制御の一つの手法として，温めると弾性的に縮む負熱膨張材料が注目を集めている．負熱膨張材料開発の一つのアプローチとして，熱膨張率の異なる複数の材料と空孔を適切にレイアウトすることで，負熱膨張を生み出す手法がある．申請者らの研究グループは，汎用のマルチマテリアル3Dプリンタを用い，平面的な負熱膨張を生み出す複合材料を開発した．ただ...

【工学】総合工学：成形シミュレーション／複合材料を含む研究件

【キーワード】材料モデル / 成形シミュレーション / 異方性 / 複合材料 / 破壊予測 (他14件)

【概要】本研究では，強い異方性を示す薄板材を用いた成形シミュレーションの精度向上および破壊予測精度向上を目的とした材料モデル構築を行い，複層鋼板およびアルミニウム合金板を用いた検証を行った．本モデルは異方性表現能力の向上を達成するために，降伏応力異方性と変形異方性を独立評価できる非関連流れ則に基づいた定式化が行われた．SUS304とSUS420J2からなる複層鋼板とアルミニウム合金板A6016-T6を用意...

【工学】総合工学：シリコン／複合材料を含む研究件

【キーワード】単結晶シリコン / 微粒子 / リチウムイオン電池 / 赤外線焼結 / 厚膜形成 (他16件)

【概要】近年，電気自動車などに用いられているリチウムイオン電池の高容量化が求められている．本研究では，シリコンウェハ製造時に大量に排出される廃シリコン粉末を再利用し，赤外線焼結による低コスト・高容量リチウムイオン電池のシリコン負極の創製を試みた．負極の強度と導電性を付加するために銅粒子やCNFを廃シリコン粉末に混合し赤外線焼結を行い，赤外線焼結条件が膜の特性に対する影響の評価を行った．その結果，本提案手法...

【工学】総合工学：炭化けい素／複合材料を含む研究件

【概要】SiC分散アルミナ系について、二流体ノズル噴霧方式および超音波噴霧方式により、粉末合成を試み、それぞれの方法で作製した粉末の性状の評価を行った後、さらに、それらの粉末を用いて焼結体を作製し、その機械的性質を明らかにした。原料溶液は、0.3mol/lの硝酸アルミニウム水溶液に、分散材である平均粒径0.26ミクロンのSiC粉末を分散した懸濁液を使用した。二流体ノズル噴霧方式では、改良した溶液注入系を用...

【工学】総合工学：金属／複合材料を含む研究件

【概要】酸化・エッチングプロセス制御によって金属表面にナノ構造を創製し、炭素繊維強化熱可塑性プラスチック（CFRTP）積層板と金属の異種材料接合技術を確立することを目的とした。界面ナノ構造を有することで接合界面近傍の母材樹脂が脆性破壊から延性破壊に変化して破壊靭性が大幅に上昇することを明らかにした。き裂進展シミュレーションを実施した結果、ナノ構造を有するき裂進展は平面応力状態の破壊形態と類似していることが...

【キーワード】エネルギー吸収 / 動的圧潰 / 衝撃試験機 / 薄肉断面部材 / 金属材料 (他21件)

【概要】昨年度までに完成した衝突試験システムにより,金属系ではスチールおよびアルミニウムにより,非金属系では炭素およびガラス繊維強化プラスチックによりそれぞれ製作された薄肉円筒および薄肉正方形試験体の衝撃圧潰試験を行った.金属系の試験体では,主に折り畳みによる安定な逐次圧潰が現れ,荷重の変動はあるもののエネルギー吸収は潰れの進行に対して比較的に推移した.また,同時に行われた静圧潰試験による結果と比較したと...

【キーワード】複合材料 / 傾斜機能材料 / 熱応力緩和 / 微視力学(マイクロメカニックス) / クリ-プ (他12件)

【概要】本研究は、耐熱構造材料として注目されているセラミックス-金属系多相材料について、セラミックス(主に繊維状または粒状の分散相)と金属(マトリックス相)熱膨張係数差に起因する熱応力の効果に着目し、微視力学的な観点から、高温変形および破壊の機構を明らかにしようとしたものである。特に、繰り返し加熱・冷却によって生じるラチェット変形(熱サイクル超塑性)に焦点をあてて、理論的および実験的な研究を行った。はじ...

【工学】総合工学：リチウム／複合材料を含む研究件

❏B-H系錯体水素化物の機能設計マップ -基礎物性からエネルギー関連機能への展開-(18206073)

【概要】B(ホウ素)-H(水素)系錯体水素化物でのエネルギー関連機能や基礎物性などに関わる研究を実施した。「高密度水素貯蔵機能」に加えて、構造相転移に伴う「マイクロ波吸収(自己発熱)機能」やその要因となる「リチウム超イオン伝導機能」などを見出した。これらの革新的機能は、「水素貯蔵技術とマイクロ波利用技術との融合研究」や「新たなリチウムイオン電池用固体電解質の開発研究」など、多様なエネルギー応用の観点から極...

【工学】総合工学：金属材料／複合材料を含む研究件

【キーワード】エネルギー吸収 / 動的圧潰 / 衝撃試験機 / 薄肉断面部材 / 金属材料 (他21件)

【概要】昨年度までに完成した衝突試験システムにより,金属系ではスチールおよびアルミニウムにより,非金属系では炭素およびガラス繊維強化プラスチックによりそれぞれ製作された薄肉円筒および薄肉正方形試験体の衝撃圧潰試験を行った.金属系の試験体では,主に折り畳みによる安定な逐次圧潰が現れ,荷重の変動はあるもののエネルギー吸収は潰れの進行に対して比較的に推移した.また,同時に行われた静圧潰試験による結果と比較したと...

【工学】総合工学：生体力学／複合材料を含む研究件

【キーワード】マルチスケール法 / 確率均質化法 / モンテカルロ法 / サンプリング / 複合材料 (他16件)

【概要】工業材料や生体組織にみられる階層構造のマルチスケールモデリングにおいて、ミクロスケールの情報に含まれる不確かさ・ばらつきを考慮した確率的マルチスケール法の体系的な数理モデル記述法を見出し、その解法として一次漸近展開に基づく確率均質化法を核としたシミュレーション法を確立した。球状多孔質材料、コーティング粒子分散型複合材料ならびに多孔質な生体海綿骨にそれぞれ適用し、マクロ特性の分散の予測、確率的感度解...

【工学】総合工学：腐食／複合材料を含む研究件

【概要】耐食FRPの化学的な腐食劣化に対し,光ファイバを利用したオンラインモニタリングにより非破壊で定量的評価を行うことを目的に研究を行った.まず,耐食FRP用マトリックス樹脂として使用されているイソフタル酸系不飽和ポリエステル樹脂を水酸化ナトリウム水溶液中に浸せきし,腐食挙動を観察したところ,表面から変色層を形成しながら腐食が内部に進行するタイプの腐食層形成型腐食であることが明らかになった.変色層はアル...

【キーワード】複合材料 / 粒子充てん複合材料 / 顕微IR / 腐食劣化 / エポキシ樹脂 (他11件)

【概要】本研究は、特に微視的な見地から複合材料を含む高分子材料の腐食劣化機構の解明を目的とするものである。腐食劣化反応の起きていると考えられる腐食層のフロントや複合材料における第2相(強化繊維やフィラー)との界面に着目し、具体的には微視的にどこまでが変色を含めた物理的な変化を受け、どこまで外部環境が拡散侵入し、最終的にどこまでが実際に化学反応を起こしているのかを解明することが鍵となる。そして機構解明により...

【工学】総合工学：分子制御／複合材料を含む研究件

【キーワード】ハイブリッド材料 / 自己組織化 / バイオミネラリゼーション / 結晶成長 / コロイド粒子 (他16件)

【概要】水溶性高分子によって安定化した無機結晶のアモルファス前駆体の結晶化を、高分子基板で制御することにより、形状や配向を制御したヒドロキシアパタイトや酸化亜鉛の薄膜結晶を作製する手法を開発した。また、アモルファス無機粒子を異方的なコロイド結晶へと制御して変化させることにより、世界初となる炭酸カルシウムやヒドロキシアパタイトの液晶化にも成功した。さらに高分子ゲルと無機結晶を精密に複合化することにより、透明...

【工学】総合工学：熱応力／複合材料を含む研究件

【概要】遮熱構造部材への適用を想定したセラミックス/金属系傾斜機能材料(Functionally Graded Materials,以下FGMと略記)の熱応力緩和設計に関し,構成相レベルでの微視的な応力/ひずみ状態から解析する独自の微視力学アプローチを展開した.とくに金属相の塑性変形による非弾性効果を積極的に考慮している点が特色である.最も基本的な薄肉平板状FGM構造の板厚方向一次元熱流による非定常熱応力...

❏セラミックス-金属系多相材料の熱・弾塑性応答(微視力学的解析システムとその機能検証)(03452254)

【概要】前年度に具体化した主な項目は,1)微視力学モデルに基づく弾塑性構成式の定式化,2)熱・弾塑性応答の数値解析ソフトウェア作成,3)局部加熱方式動的熱変形試験装置の設計・製作,4)クリープ効果の基礎的検討である。当該年度では、まず始めに上記1)に基づく2)のソフトウェアを用いて、平板状のZr3_2-Ni系傾斜組成制御体に関する一連の熱応力解析を実施した。特に上記3)との関連から、Ni相の塑性挙動を無視...

【キーワード】複合材料 / 傾斜機能材料 / 熱応力緩和 / 微視力学(マイクロメカニックス) / クリ-プ (他12件)

【概要】本研究は、耐熱構造材料として注目されているセラミックス-金属系多相材料について、セラミックス(主に繊維状または粒状の分散相)と金属(マトリックス相)熱膨張係数差に起因する熱応力の効果に着目し、微視力学的な観点から、高温変形および破壊の機構を明らかにしようとしたものである。特に、繰り返し加熱・冷却によって生じるラチェット変形(熱サイクル超塑性)に焦点をあてて、理論的および実験的な研究を行った。はじ...

【工学】総合工学：照射効果／複合材料を含む研究件

【概要】本研究はSiC/Al複合材料を1つの例とし金属系複合材料に於て最も大きな問題となるマトリックスの内部歪及び界面における化学的変化を電子顕微鏡のみならず構造敏感な性質である内部摩擦測定法を通じて計測しそれをキャラクタリゼーションの1つとして用いることを目的として行ったものである。実験方法としては周波数、温度に関して幅広いスペクトルを計測するため2つの装置を作製した。1つは10^<-5>〜...

【工学】総合工学：酸化物／複合材料を含む研究件

❏高効率コンバインド発電システム用SiC繊維強化酸化物マトリックス動翼材の開発研究(12555208)

【概要】酸化物をマトリックスとする焼結SiC繊維強化複合材料の製造プロセス、および機棟的性質に関する検討を行った。製造プロセスとしては、溶融含浸法、スラリー含浸法、ともに可能であり、緻密なマトリックスを得ることが出来た。Al203-YAGマトリックスの場合は、1300℃での曲げ強度が780MPaであり常温の破壊エネルギーも14000J/m2に達した。しかし、界面強度調整のためのグラファイトの酸化問題と、強...

【工学】総合工学：半導体／複合材料を含む研究件

【概要】電流産生菌の一種であるShewanella loihica PV-4が酸化鉄を豊富に含む深海底から採取されたことに着想を得て、電気化学系に半導体特性を有する酸化鉄のナノコロイドを添加した。すると、微生物がナノコロイドの半導体特性を利用した長距離電子伝達経路を自己構築し、その結果、電流生成能が50倍と飛躍的に増大する現象を見出した。これは、深海底における微生物と鉱物が作り出す新しい生体電子伝達経路の...

【工学】総合工学：転位／複合材料を含む研究件

【概要】高応力下で一定の応力を負荷してクリープ変形あるいは複合材料の界面剥離等を誘起させ、その後の内部摩擦を測定し、界面機能を評価する装置を開発することが目的である。この3年間で、(1):振幅依存性が測定できる高温用チャックの開発、(2):振幅依存性から複合材料の界面剥離現象を把握する、(3):C/C複合材料のデータ収集、(4):本装置の限界の把握、の項目について検討した。その結果、剛性の高いしっかりした...

【工学】総合工学：マルチスケールモデル／複合材料を含む研究件

❏確率的マルチフィジックス・マルチスケールモデリング法の提案と各種応用・妥当性確認(16H04239)

【キーワード】確率的シミュレーション / マルチフィジックスモデル / マルチスケールモデル / 複合材料 / 3D積層造形 (他12件)

【概要】繊維強化複合材料と3D積層造形品を主たる対象として、製造に起因するばらつき・不確かさを考慮し、材料特性予測や製造プロセス設計に役立つ確率的有限要素解析手法を開発した。複合材料のミクロ構造における不均質性が考慮できるマルチスケール問題、および、製造プロセスにおけるマルチフィジックス問題に焦点を当て、不確かさの要因分析、感度解析、不確かさの伝播の解析に有用な確率的モデリング・非線形シミュレーション法を...

【工学】総合工学：応力腐食割れ／複合材料を含む研究件

【概要】本研究では水環境下におけるGFRPの耐久性の評価ならびに寿命の予測法を提案した.平織Eガラスクロスを強化繊維に,ビニルエステル樹脂を母材に用いてGFRPを作成し,純水中および大気中において定荷重引張試験を行った.GFRP は純水中にてのみ破断し,荷重および試験温度の上昇とともに破断時間は短くなった.また試験中のGFRPに蓄積されるエネルギおよび劣化による破壊基準の低下を考慮して破断時間を予測し,実...

【工学】総合工学：電気化学／複合材料を含む研究件

【概要】電流産生菌の一種であるShewanella loihica PV-4が酸化鉄を豊富に含む深海底から採取されたことに着想を得て、電気化学系に半導体特性を有する酸化鉄のナノコロイドを添加した。すると、微生物がナノコロイドの半導体特性を利用した長距離電子伝達経路を自己構築し、その結果、電流生成能が50倍と飛躍的に増大する現象を見出した。これは、深海底における微生物と鉱物が作り出す新しい生体電子伝達経路の...

【概要】本研究では、ヘテロ2核金属錯体の金属間電荷移動遷移(MMCT)を利用した全無機分子光材料の合成を行なってきた。メソポーラスシリカ細孔内に合成したTi(IV)-O-Ce(III)/SiO_2は、可視光域にMMCT由来の強い吸収を持つこと、そして有機物の光酸化分解反応に対して可視光応答性を示すことを見出した。 ...

【工学】総合工学：急冷凝固／複合材料を含む研究件

【キーワード】急冷凝固 / Al-Fe-Zr合金 / 相分解 / 耐熱アルミニウム合金 / 複合材料 (他10件)

【概要】急冷凝固リボン・フレークの押出加工による固化およびSicウィスカープリフォームへのアルミニウム合金溶湯の高圧鋳造による高弾性・高耐熱性合金について研究した結果をまとめると以下のようになる. 1.単ロール法による急冷凝固A1-8WT%Fe合金の組織はα個溶体のデンドライトセル状であり, セル境界には準安定相のA1_6Fe粒子が微細に集合している. 急冷リボンを加熱すると, 微細A1_6Fe粒子の粗大...

【工学】総合工学：ナノ構造／複合材料を含む研究件

【概要】酸化・エッチングプロセス制御によって金属表面にナノ構造を創製し、炭素繊維強化熱可塑性プラスチック（CFRTP）積層板と金属の異種材料接合技術を確立することを目的とした。界面ナノ構造を有することで接合界面近傍の母材樹脂が脆性破壊から延性破壊に変化して破壊靭性が大幅に上昇することを明らかにした。き裂進展シミュレーションを実施した結果、ナノ構造を有するき裂進展は平面応力状態の破壊形態と類似していることが...

【工学】総合工学：ハイブリット／複合材料を含む研究件

【キーワード】化学蓄熱 / ハイブリッド / 高温プロセス / 負荷平準化 / 排熱回収 (他18件)

【概要】酸化マグネシウム/水系を基とした化学蓄熱装置検討し高温プロセスシステムへのハイブリッド(複合)化を検討した。膨張化グラファイトと酸化マグネシウムを複合した化学蓄熱材を開発し熱天秤にて速度論的評価を行い、調製方法の最適化を進めた。材料を実用的なペレットに成形し、これを充填した化学蓄熱装置の性能を評価した。開発した蓄熱材料を有する化学蓄熱装置と高温プロセスとをハイブリッド化することでシステムの負荷平準...

【工学】総合工学：微粒子／複合材料を含む研究件

【キーワード】単結晶シリコン / 微粒子 / リチウムイオン電池 / 赤外線焼結 / 厚膜形成 (他16件)

【概要】近年，電気自動車などに用いられているリチウムイオン電池の高容量化が求められている．本研究では，シリコンウェハ製造時に大量に排出される廃シリコン粉末を再利用し，赤外線焼結による低コスト・高容量リチウムイオン電池のシリコン負極の創製を試みた．負極の強度と導電性を付加するために銅粒子やCNFを廃シリコン粉末に混合し赤外線焼結を行い，赤外線焼結条件が膜の特性に対する影響の評価を行った．その結果，本提案手法...

【工学】総合工学：界面／複合材料を含む研究件

【概要】酸化・エッチングプロセス制御によって金属表面にナノ構造を創製し、炭素繊維強化熱可塑性プラスチック（CFRTP）積層板と金属の異種材料接合技術を確立することを目的とした。界面ナノ構造を有することで接合界面近傍の母材樹脂が脆性破壊から延性破壊に変化して破壊靭性が大幅に上昇することを明らかにした。き裂進展シミュレーションを実施した結果、ナノ構造を有するき裂進展は平面応力状態の破壊形態と類似していることが...

【キーワード】金属基複合材料 / 透過電子顕微鏡 / 走査型電子顕微鏡 / 破壊 / 変形 (他14件)

【概要】本研究では、スクイズキャスト法、半溶融および溶融攪拌法、ホットプレス法を用いて複合材料を作製した。強化材料として主に、SiC,Al_<18>B_4O_<33>,TiO_2の粒子、ウイスカ、繊維を用い、マトリックスとしてアルミニウム合金、マグネシウム合金およびチタン合金を用いた。これらの複合材料の機械的性質を明らかにし、その発現原因と走査型電子顕微鏡および透過電子顕微鏡による...

【概要】球形粒子が分散されたセラミック複合材料におけるき烈進展挙動をシミュレーションするシステムを開発し,き烈進展経路及び破壊抵抗に及ぼす熱残留応力の影響を対して調べた.材料としては,SiC粒子分散Al_2O_3マトリックス複合材料とAl_2O_3粒子分散Sicマトリックス複合材料を対象とし,粒子とマトリックス間の熱膨脹係数差により発生する熱残留応力とき列による集中応力との相互作用に関して調べた.複数に偏...

【工学】総合工学：界面活性剤／複合材料を含む研究件

【キーワード】タンパク質 / タンパク質材料 / ソフトマテリアル / 界面活性剤 / 分子集合 (他12件)

【概要】タンパク質は精緻な構造を持った機能性分子であり材料科学への広い応用が期待される。本研究では高タンパク質含有量(120-310mg/mL)の水と分離した液状材料を、タンパク質と陰イオン性および陽イオン性界面活性剤の単純な混合により開発した。この材料は、タンパク質と界面活性剤は静電相互作用により複合化し、その複合体が疎水相互作用によって会合するという階層的な構造を有する。界面活性剤の親水部が水を保持...

【工学】総合工学：減衰特性／複合材料を含む研究件

【概要】本研究では定常加振下の動的X線CT手法を構築し，材料内部の変形挙動を直接評価することで振動減衰のメカニズム解明に取り組む．減衰特性はエネルギーの散逸が発生した巨視的な結果として現れる．そのため，微粒子／ゴム界面状態，ひずみ分布を観察することでエネルギー散逸機構が明らかになれば，粘弾性材料に複合化する微粒子の形状，量や配向などの配合条件から所望の減衰特性を持つ制振材を設計できる．一般的にX線CTは対...

【工学】総合工学：破壊基準／複合材料を含む研究件

【概要】遮熱構造部材への適用を想定したセラミックス/金属系傾斜機能材料(Functionally Graded Materials,以下FGMと略記)の熱応力緩和設計に関し,構成相レベルでの微視的な応力/ひずみ状態から解析する独自の微視力学アプローチを展開した.とくに金属相の塑性変形による非弾性効果を積極的に考慮している点が特色である.最も基本的な薄肉平板状FGM構造の板厚方向一次元熱流による非定常熱応力...

【工学】総合工学：破壊予測／複合材料を含む研究件

【キーワード】材料モデル / 成形シミュレーション / 異方性 / 複合材料 / 破壊予測 (他14件)

【概要】本研究では，強い異方性を示す薄板材を用いた成形シミュレーションの精度向上および破壊予測精度向上を目的とした材料モデル構築を行い，複層鋼板およびアルミニウム合金板を用いた検証を行った．本モデルは異方性表現能力の向上を達成するために，降伏応力異方性と変形異方性を独立評価できる非関連流れ則に基づいた定式化が行われた．SUS304とSUS420J2からなる複層鋼板とアルミニウム合金板A6016-T6を用意...

【工学】総合工学：ポリマー／複合材料を含む研究件

【キーワード】ポリマー / 熱可逆性 / ハイドロゲル / ダブルネットワーク / 複合材料 (他8件)

【概要】本研究は、自然由来の材料であるセルロースと高機能ハイドロゲルの研究を融合した新しいソフトマターの研究である。ここでは、TEMPO酸化セルロースナノファイバー (tCNF) に、物理架橋で形成したデュアルネットワーク構造を通して、高強度・高透明性・高含水性を併せ持つ熱可逆性ゲルの作製を目指した。具体的には、カルボキシ基を有するtCNFとポリアクリル酸を混合し凍結させ、エチレンジアミンを導入し、水素結...

❏異種のポリマ‐ポリマ複合化を実現する新しい１次元分散型異方性複合材料の創製（国際共同研究強化）(15KK0244)

【キーワード】複合材料 / コンポジット / ファイバー / エレクトロスピニング / ポリマー (他8件)

【概要】本研究では、研究代表者が基盤研究Aで実験的に実現しようとしているポリマナノ複合材料の研究をおし進め、新規物性を有する複合材料を効率的に創り出すことを目的としている。特に本研究では、材料どうしの機械的な複合と化学的な相溶という2種類のスケールの違う複合化に着目し、その2点を融合し、機械的複合化で生じた界面エラー（低接着、ボイド）等のボトムアップ対策を研究してきた。具体的には、化学的な相溶性を考慮し、...

【キーワード】複合材料 / コンポジット / ファイバー / 配向 / エレクトロスピニング (他8件)

【概要】本研究では、異種のポリマ-ポリマ複合材料をポリマナノ分散型のポリマ複合材料で実現し，その複合効果を最大限に引き出すことで，理論弾性率に極めて近い１次元（線状）ポリマ分散型複合材料を作製することを目的とした。具体的には，まずエレクトロスピニング法を用いて作製したセルロースアセテートの線状ナノポリマ分散材に対して，化学処理や熱処理を施すことで，高弾性率を有するセルロースのナノポリマ分散材を作製した。つ...

【工学】総合工学：キャラクタリゼーション／複合材料を含む研究件

【概要】本研究はSiC/Al複合材料を1つの例とし金属系複合材料に於て最も大きな問題となるマトリックスの内部歪及び界面における化学的変化を電子顕微鏡のみならず構造敏感な性質である内部摩擦測定法を通じて計測しそれをキャラクタリゼーションの1つとして用いることを目的として行ったものである。実験方法としては周波数、温度に関して幅広いスペクトルを計測するため2つの装置を作製した。1つは10^<-5>〜...

【工学】総合工学：電位差／複合材料を含む研究件

【概要】炭素繊維などの導電性繊維で強化された複合材料(CFRP)において,成形時の硬化度や成形不良,使用時のひずみや負荷履歴,点検時の破壊・損傷などのモニタリングは,成形コスト削減,使用時の健全性保証,点検コスト・時間の削減に直結するため重要な技術であり,個々にセンシング技術が発達してきている.例えば,熱硬化性樹脂の硬化度は成形時に市販の誘電率センサーを使用することでモニタリングが可能であり,また負荷時の...

【工学】総合工学：応力緩和／複合材料を含む研究件

【概要】本課題では、軽量・高剛性・耐熱構造材料として注目されているセラミック粒子強化金属基複合材料(Metal Matrix Composites,MMC)の高温変形挙動(擬弾性、クリープ)に関し、特に強化粒子まわりでの局所的な拡散クリープによる応力緩和の重要性に着目して、理論的・実験的研究を行った。はじめに、多結晶体を対象とした従来の拡散クリープ理論では、拡散と同時に必然的に生ずべき粒界での粘性すべりの...

【工学】総合工学：温度伝導率／複合材料を含む研究件

【キーワード】傾斜機能材料 / 熱物性 / フォトアコースティック法 / 温度伝導率 / 複合材料 (他7件)

【概要】本研究では、傾斜機能材料(FGM)の熱物性値評価装置の開発の開発を目標として,フォトアコースティック法とフォトサーマル法の原理による測定方法の検討を行った。研究成果は以下のようにまとめられる。 1.フォトアコースティック法の測定理論をFGM測定用に拡張し,多層膜における表面温度のAC応答成分の理論解を求めた。 2.得られた温度応答の解から,FGM内部の熱物性値がどのように分布しているかを計算する逆...

【工学】総合工学：水熱合成／複合材料を含む研究件

【概要】負の熱膨張率を有するセラミック粒子（Zr2WP2O12とZr2MoP2O12）を合成し、ポリイミドと複合化することで熱膨張率が20 ppm/K以下のポリマー／セラミックス複合材を作製した。まず、Zr2MoP2O12の焼結体を作製し、その熱的機械的性質を明らかにした。次に、ポリマー／セラミックス複合材を作製した。ポリマーの前駆体とセラミック粒子の混合プロセス、ポリマーの重合プロセスを最適化することで...

【キーワード】水酸アパタイト / リン酸カルシウム / アパタイト複合体 / 生体親和性 / 破壊靭性 (他12件)

【概要】整形外科領域において人工材料の使用頻度は年々増加している。ところが、臨床報告の蓄積に伴って、生体材料から受ける様々な問題点が明らかになってきた。特に、長期間使用した場合の問題点は、生体骨と材料との界面に生ずるゆがみ(ルーズニング)である。ルーズニングの原因は、(1)材料と生体骨との機械的特性(特に靭性)の違いが大きすぎること、(2)材料と生体骨との結合界面に柔軟性が乏しく、応力集中を受けることにあ...

【工学】総合工学：高分子材料／複合材料を含む研究件

【概要】液晶の自己組織化ナノ構造を活用した規則構造を有する高分子材料は様々な機能性材料となることが期待される。本研究では、ブルー相構造規則構造を形成する液晶高分子および超分子液晶を開発した。新規に開発した重合性ネマチック液晶および超分子ネマチック液晶にキラル剤を添加することにより、ブルー相を発現させた。さらに重合性のブルー相について光重合を行うことにより、安定なブルー相構造を有する高分子膜を作製した。得ら...

【工学】総合工学：繊維強化プラスチック／複合材料を含む研究件

【キーワード】グラフェン / 量産化 / メカノケミカル法 / 複合材料 / メカノケミカル反応 (他11件)

【概要】ナノ強化による複合材料の機械的特性の向上をはかることを目的に、ナノ材料の一つであるグラフェンを量産化させるプロセスを構築した。グラフェンはグラファイトを剥離して薄層化することで得られる。液中でグラファイトを剥離してグラフェンを取り出す液相剥離法が最も安価にグラフェンを量産化できる。本研究では、液相剥離法の前処理方法として、塩と黒鉛の混合物をボールミルによりメカノケミカル反応させることで、グラファイ...

【キーワード】エネルギー吸収 / 動的圧潰 / 衝撃試験機 / 薄肉断面部材 / 金属材料 (他21件)

【概要】昨年度までに完成した衝突試験システムにより,金属系ではスチールおよびアルミニウムにより,非金属系では炭素およびガラス繊維強化プラスチックによりそれぞれ製作された薄肉円筒および薄肉正方形試験体の衝撃圧潰試験を行った.金属系の試験体では,主に折り畳みによる安定な逐次圧潰が現れ,荷重の変動はあるもののエネルギー吸収は潰れの進行に対して比較的に推移した.また,同時に行われた静圧潰試験による結果と比較したと...

【工学】総合工学：装置開発／複合材料を含む研究件

【概要】液中において黒鉛を剥離してグラフェンに変換するプロセスの開発を行った。従来の超音波法による剥離よりも、圧力ホモジナイザを利用した剥離法の方が、10倍以上の生産能力があることを実証した。NMP等の有機溶媒にpHをコントロールした水を混合したものが、剥離分散に最適な溶媒であることを見出した。また、黒鉛を改質することで、どの溶媒にも溶けるように分散する新技術を発見した。 ...

【工学】総合工学：機能性材料／複合材料を含む研究件

【概要】液晶の自己組織化ナノ構造を活用した規則構造を有する高分子材料は様々な機能性材料となることが期待される。本研究では、ブルー相構造規則構造を形成する液晶高分子および超分子液晶を開発した。新規に開発した重合性ネマチック液晶および超分子ネマチック液晶にキラル剤を添加することにより、ブルー相を発現させた。さらに重合性のブルー相について光重合を行うことにより、安定なブルー相構造を有する高分子膜を作製した。得ら...

【工学】総合工学：液体／複合材料を含む研究件

【概要】様々な手法で3次元ネットワーク構造の微細な細孔を有するセラミックス多孔体を作製し、これに各種の低表面エネルギー液体を含浸することで、固体-液体バルク複合材料(SLBC)を作製し、液体の粘性、表面エネルギーなどの特性が、得られる材料の静的動的撥水性へ及ぼす影響を明らかにした。アルミナ多孔体を用いたSLBCでは水滴が転落する際はほとんど回転していないことが判った。またその上での水滴は、外部電界により...

【工学】総合工学：円筒／複合材料を含む研究件

【キーワード】エネルギー吸収 / 動的圧潰 / 衝撃試験機 / 薄肉断面部材 / 金属材料 (他21件)

【概要】昨年度までに完成した衝突試験システムにより,金属系ではスチールおよびアルミニウムにより,非金属系では炭素およびガラス繊維強化プラスチックによりそれぞれ製作された薄肉円筒および薄肉正方形試験体の衝撃圧潰試験を行った.金属系の試験体では,主に折り畳みによる安定な逐次圧潰が現れ,荷重の変動はあるもののエネルギー吸収は潰れの進行に対して比較的に推移した.また,同時に行われた静圧潰試験による結果と比較したと...

【工学】総合工学：グラフェン／複合材料を含む研究件

【キーワード】グラフェン / 量産化 / メカノケミカル法 / 複合材料 / メカノケミカル反応 (他11件)

【概要】ナノ強化による複合材料の機械的特性の向上をはかることを目的に、ナノ材料の一つであるグラフェンを量産化させるプロセスを構築した。グラフェンはグラファイトを剥離して薄層化することで得られる。液中でグラファイトを剥離してグラフェンを取り出す液相剥離法が最も安価にグラフェンを量産化できる。本研究では、液相剥離法の前処理方法として、塩と黒鉛の混合物をボールミルによりメカノケミカル反応させることで、グラファイ...

【概要】液中において黒鉛を剥離してグラフェンに変換するプロセスの開発を行った。従来の超音波法による剥離よりも、圧力ホモジナイザを利用した剥離法の方が、10倍以上の生産能力があることを実証した。NMP等の有機溶媒にpHをコントロールした水を混合したものが、剥離分散に最適な溶媒であることを見出した。また、黒鉛を改質することで、どの溶媒にも溶けるように分散する新技術を発見した。 ...

【工学】総合工学：耐久性／複合材料を含む研究件

【概要】単繊維包埋試験法は、繊維強化複合材料における繊維〜樹脂界面せん断強度を評価する方法として広く用いられている。この方法は、単繊維複合材料に引張荷重を負荷することによって破断した繊維の長さ分布と、別の実験によって求めた繊維の引張強度から界面せん断強度を計算するものである。しかし、複合材料に用いられる繊維は著しい強度分布を示すことが多く、また、複合材料を環境に暴露すると繊維強度が劣化する場合がある等の理...

【工学】総合工学：はく離／複合材料を含む研究件

【概要】炭素繊維などの導電性繊維で強化された複合材料(CFRP)において,成形時の硬化度や成形不良,使用時のひずみや負荷履歴,点検時の破壊・損傷などのモニタリングは,成形コスト削減,使用時の健全性保証,点検コスト・時間の削減に直結するため重要な技術であり,個々にセンシング技術が発達してきている.例えば,熱硬化性樹脂の硬化度は成形時に市販の誘電率センサーを使用することでモニタリングが可能であり,また負荷時の...

【工学】総合工学：透過電子顕微鏡／複合材料を含む研究件

【キーワード】金属基複合材料 / 透過電子顕微鏡 / 走査型電子顕微鏡 / 破壊 / 変形 (他14件)

【概要】本研究では、スクイズキャスト法、半溶融および溶融攪拌法、ホットプレス法を用いて複合材料を作製した。強化材料として主に、SiC,Al_<18>B_4O_<33>,TiO_2の粒子、ウイスカ、繊維を用い、マトリックスとしてアルミニウム合金、マグネシウム合金およびチタン合金を用いた。これらの複合材料の機械的性質を明らかにし、その発現原因と走査型電子顕微鏡および透過電子顕微鏡による...

【工学】総合工学：表面改質／複合材料を含む研究件

【キーワード】スーパーエンジニアリングプラスチック / ナノファイバー / 複合材料 / 耐熱性 / 表面改質

【概要】本研究では、ポリマー材料の中でも高耐熱性かつ高強度であるスーパーエンジニアリングプラスチック（スーパーエンプラ）に着目し、そのナノファイバー化に向けた基盤研究を実施している。具体的な研究内容は、耐熱温度が高く、ナノファイバー直径が小さく、弾性率が高いスーパーエンプラナノファイバー（SEnF）を作製することである。当該年度では、昨年度に引き続き、スーパーエンプラの１つであるポリエーテルエーテルケト...

【研究代表者】藤澤秀次国立研究開発法人森林総合研究所, 森林資源化学研究領域, 研究員 (80756453)

【概要】セルロースナノファイバー（ＣＮＦ）と汎用疎水性高分子（ポリスチレンおよびポリメチルメタクリレート）の均一複合化手法を開発し、力学物性および熱機械物性について調べた。幅3 nmのＣＮＦが高分子と均一に複合化されることで、得られるＣＮＦ/高分子複合材料は高い透明性を示した。また、ＣＮＦ添加量に伴って材料のヤング率、強度および熱寸法安定性が向上した。本成果は、今後のCNF/高分子複合材料の基礎的知見とし...

【キーワード】ナノファイバ / 光グラフト重合 / 表面改質 / 親水性 / 生体適合性 (他16件)

【概要】本研究では，当研究室のこれまでの研究成果である「ナノファイバー」、「紫外線照射による光グラフト重合法」、「機能性評価」に関する知見の融合を試み，光グラフト重合法による表面改質を用いた新規機能性ナノファイバーの創製を試みた．その結果，汎用性の高いポリマーを使ったナノファイバー作製に成功した．また，伸縮性と高い弾性率からさまざまな用途に使われているポリウレタンをナノファイバー化し，アクリル酸の光グラフ...

【工学】総合工学：積層造形／複合材料を含む研究件

【概要】近年の産業技術の発達に伴い，熱膨張は極めて重要な現象となっている．熱膨張抑制手法として，温めると弾性的に縮む負熱膨張材料が注目を集めている．負熱膨張材料開発の一つのアプローチとして，熱膨張率の異なる複数の材料と空孔を適切にレイアウトすることで負熱膨張を生み出す手法があり，研究代表者らの研究グループは，3Dプリンタを活用しこのような複合材料を開発している．本研究では熱的に性質が安定した金属で広い温度...

【概要】近年の産業技術の発達に伴い，熱膨張は極めて重要な現象となっている．熱膨張制御の一つの手法として，温めると弾性的に縮む負熱膨張材料が注目を集めている．負熱膨張材料開発の一つのアプローチとして，熱膨張率の異なる複数の材料と空孔を適切にレイアウトすることで，負熱膨張を生み出す手法がある．申請者らの研究グループは，汎用のマルチマテリアル3Dプリンタを用い，平面的な負熱膨張を生み出す複合材料を開発した．ただ...

【工学】総合工学：個体差／複合材料を含む研究件

【キーワード】マルチスケール法 / 確率均質化法 / モンテカルロ法 / サンプリング / 複合材料 (他16件)

【概要】工業材料や生体組織にみられる階層構造のマルチスケールモデリングにおいて、ミクロスケールの情報に含まれる不確かさ・ばらつきを考慮した確率的マルチスケール法の体系的な数理モデル記述法を見出し、その解法として一次漸近展開に基づく確率均質化法を核としたシミュレーション法を確立した。球状多孔質材料、コーティング粒子分散型複合材料ならびに多孔質な生体海綿骨にそれぞれ適用し、マクロ特性の分散の予測、確率的感度解...

【工学】総合工学：不確かさ／複合材料を含む研究件

❏確率的マルチフィジックス・マルチスケールモデリング法の提案と各種応用・妥当性確認(16H04239)

【キーワード】確率的シミュレーション / マルチフィジックスモデル / マルチスケールモデル / 複合材料 / 3D積層造形 (他12件)

【概要】繊維強化複合材料と3D積層造形品を主たる対象として、製造に起因するばらつき・不確かさを考慮し、材料特性予測や製造プロセス設計に役立つ確率的有限要素解析手法を開発した。複合材料のミクロ構造における不均質性が考慮できるマルチスケール問題、および、製造プロセスにおけるマルチフィジックス問題に焦点を当て、不確かさの要因分析、感度解析、不確かさの伝播の解析に有用な確率的モデリング・非線形シミュレーション法を...

【キーワード】マルチスケール法 / 確率均質化法 / モンテカルロ法 / サンプリング / 複合材料 (他16件)

【概要】工業材料や生体組織にみられる階層構造のマルチスケールモデリングにおいて、ミクロスケールの情報に含まれる不確かさ・ばらつきを考慮した確率的マルチスケール法の体系的な数理モデル記述法を見出し、その解法として一次漸近展開に基づく確率均質化法を核としたシミュレーション法を確立した。球状多孔質材料、コーティング粒子分散型複合材料ならびに多孔質な生体海綿骨にそれぞれ適用し、マクロ特性の分散の予測、確率的感度解...

【工学】総合工学：集積回路／複合材料を含む研究件

【概要】高度情報化社会の発展に伴い、LSI(大規模集積回路)のさらなる高密度化が求められている。LSIの高密度化を実現するには基板の高精度平坦化が必要不可欠ある。本研究では、単結晶ダイヤモンドバイトを用いた超精密切削技術によりLSI基板を高精度に平坦化する技術(プラナリゼーション)を確立させることを目的として研究を行っている。平成18年度では、主に以下の内容について研究を行った。 (1)傾斜切削実験工具...

【工学】総合工学：二次電池／複合材料を含む研究件

【概要】安定有機ラジカルのSOMO(Singly Occupied Molecular Orbital)上の電子交換反応に基づく局在型電荷授受と、π共役(HOMO-LUMO)のドープに基づく非局在型電荷伝播を組み込んだ有機蓄電材料の創出を目的とした。気相(酸化)重合法に着眼し、予めラジカル(反応活性種)を酸化剤で不活化することで重合阻害なく導電性高分子(例えばPEDOT)をその場(in-situ)形成、得...

【工学】総合工学：超音波／複合材料を含む研究件

【キーワード】アコースティック・エミッション / 逆演算 / 定量非破壊 / マイクロクラック / 複合材料 (他12件)

【概要】アコースティック・エミッション(AE)変換子で検出した微視割れを、逆演算解析することにより動的に定量評価を行い、かつ超音波探傷子により微視割れ合体の大きさを同定する新しいタイプの非破壊評価機器を開発を行ない、金属、複合材料、セラミックスコーティングの非破壊評価を行った。超音波逆演算装置の開発では、検出されたAE信号V(t)の逆演算を行うことで、割れ体積D(t)を導出し、弾性論による円柱クラックモ...

【工学】総合工学：応答曲面／複合材料を含む研究件

【概要】CFRP積層板は層間強度が弱く,工具落下など面外からの弱い衝撃でも容易に層間にはく離が発生し,構造物の圧縮強度・圧縮剛性の大幅な低下を招く.そこで,層間はく離の検出は構造安全性保証の観点から非常に重要となる.このため,CFRP積層構造では稼働中もしくは保守点検時に非破壊的,自動的に容易に層間はく離を検出できる知的構造が望まれている.本研究では,強化繊維の炭素繊維をセンサとして使用する電気ポテンシャ...

【工学】総合工学：コーティング／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / ナノコンポジット / 高強度化 / コーティング / ナノ分散 (他11件)

【概要】本研究では，従来の繊維強化プラスチックにナノ分散させたナノフィラーを加えることで，更なる高強度化，長寿命化，そして高機能化を図ることを目的として研究を遂行した。ナノフィラーを直接複合材料に混ぜ込む手法と，ナノ分散スラリーを調製し，それをコーティングさせる2つの手法を試みた。直接複合材料に混ぜ込むことで，ナノフィラーは繊維/樹脂界面の接着力を高め，複合材料を更に高強度化させる作用があることを見出した...

【キーワード】金属基複合材料 / カーボンナノファイバー(CNF) / 金属被覆 / アルミ合金 / 浸透法 (他18件)

【概要】カーボンナノファイバー(CNF)強化複合材料を新東宝で作成するために、まずCNF表面への金属のコーティングを行った。その後コーティングしたCNFのプリフォームを用いて、濡れ性を測定した。さらにプリフォームを用いたアルミの浸透実験を行った。まずコーティングであるが、AlをCNF表面に触媒を用いてコーティングした結果、表面に約5-10nmの厚さで均一なAlのコーティング膜が形成されていた。分析の結果表...

【工学】総合工学：アクティブコントロール／複合材料を含む研究件

【キーワード】宇宙構造物 / パッシングコントロ-ル / アクティブコントロ-ル / シェル / 複合材料 (他9件)

【概要】本年度は以下の研究を行った。 (1)ケ-ブルのアクティブコントロ-ルケ-ブルの張力制御によるアクティブスティフネスコントロ-ルを理論的に、また実験的に検討し,その有効性を確認した。さらに、ケ-ブル系構造物に適用した際の問題点をシミュレ-ションにより明らかにした。 (2)マルティプルダンパ-性能評価従来の同調質量減衰器(TMD)を拡張し、その固有振動数を構造物の固有振動数まわりに分布させたマルテ...

【工学】総合工学：レオロジー／複合材料を含む研究件

【キーワード】サスペンション / アルミナ / 複合材料 / 粒子の分散 / スリップキャスト (他11件)

【概要】水を分散媒としたアルミナ1成分系およびアルミナーシリカとアルミナージルコニア2成分系サスペンション中の粉体粒子の分散性に及ぼすpHおよび中性塩濃度の影響を調べ、泥しょう鋳込み成形により作製した成形体の性質との関係を明らかにした。サスペンションの性質としてζー電位、レオロジ-特性、沈降体積などを、成形体の性質として成形密度、開気孔径分布、焼結挙動(1成分系)、成分分布の均一性(2成分系)を調べた。 ...

【工学】総合工学：炭酸カルシウム／複合材料を含む研究件

【キーワード】ハイブリッド材料 / 自己組織化 / バイオミネラリゼーション / 結晶成長 / コロイド粒子 (他16件)

【概要】水溶性高分子によって安定化した無機結晶のアモルファス前駆体の結晶化を、高分子基板で制御することにより、形状や配向を制御したヒドロキシアパタイトや酸化亜鉛の薄膜結晶を作製する手法を開発した。また、アモルファス無機粒子を異方的なコロイド結晶へと制御して変化させることにより、世界初となる炭酸カルシウムやヒドロキシアパタイトの液晶化にも成功した。さらに高分子ゲルと無機結晶を精密に複合化することにより、透明...

【工学】総合工学：タービンブレード／複合材料を含む研究件

【概要】本研究は潮流発電用複合材料製タービンブレードの実現を目標に、高せん断強度を持つ複合材料・構造の研究、複合材料ブレードのスマートストラクチャー化の研究、複合材料ブレードの成形技術の研究をすすめ、スケールモデルの評価試験を実施し、その結果から、日本近海への設置が検討されている潮流発電設備に適用可能な大型・実大タービンブレードを複合材料にて製造するための設計技術、製造技術について検討・評価し、その成立性...

【工学】総合工学：環境材料／複合材料を含む研究件

【キーワード】環境材料 / 複合材料 / ナノ粒子 / メカノケミカル反応 / セルロース (他10件)

【概要】微結晶セルロース(MCC)のナノ粒子化に伴うグリコシド結合の切断により生成するMCCメカノラジカルをメタクリル酸メチル(MMA)の重合開始剤とし、MCC-PMMAブロック共重合体の合成(主鎖の化学修飾)に成功した。MCC-PMMAブロック共重合体で表面化学修飾されたMCCナノ粒子は、充填剤として用いられ新規複合材料が創製された。また、MCC-PMMAブロック共重合体の透明フイルム(新規材料)を得る...

【工学】総合工学：RTM ／複合材料を含む研究件

【概要】本研究は潮流発電用複合材料製タービンブレードの実現を目標に、高せん断強度を持つ複合材料・構造の研究、複合材料ブレードのスマートストラクチャー化の研究、複合材料ブレードの成形技術の研究をすすめ、スケールモデルの評価試験を実施し、その結果から、日本近海への設置が検討されている潮流発電設備に適用可能な大型・実大タービンブレードを複合材料にて製造するための設計技術、製造技術について検討・評価し、その成立性...

【工学】総合工学：クリープ／複合材料を含む研究件

【概要】本課題では、軽量・高剛性・耐熱構造材料として注目されているセラミック粒子強化金属基複合材料(Metal Matrix Composites,MMC)の高温変形挙動(擬弾性、クリープ)に関し、特に強化粒子まわりでの局所的な拡散クリープによる応力緩和の重要性に着目して、理論的・実験的研究を行った。はじめに、多結晶体を対象とした従来の拡散クリープ理論では、拡散と同時に必然的に生ずべき粒界での粘性すべりの...

【キーワード】走査レーザ測長システム / 高温動的ヤング率 / 内部摩擦 / 複合材料 / 擬弾性 (他10件)

【概要】本研究では走査レーザビーム(波長670nm)におる"非接触サブミクロン変位計測"を特徴とする新しい多目的高温材料試験システム試作し,その有用性を示すべく,特に新規の高温構造用材料として注目される金属/セラミックス系複合材料を対象として様々な高温試験を実施し,種々の検討を行った.このシステムでは負荷制御のベースユニットとして汎用の油圧サーボ式疲労試験機をそのまま利用し,試験環境は10...

【概要】高応力下で一定の応力を負荷してクリープ変形あるいは複合材料の界面剥離等を誘起させ、その後の内部摩擦を測定し、界面機能を評価する装置を開発することが目的である。この3年間で、(1):振幅依存性が測定できる高温用チャックの開発、(2):振幅依存性から複合材料の界面剥離現象を把握する、(3):C/C複合材料のデータ収集、(4):本装置の限界の把握、の項目について検討した。その結果、剛性の高いしっかりした...

【工学】総合工学：GFRP ／複合材料を含む研究件

【概要】本研究は潮流発電用複合材料製タービンブレードの実現を目標に、高せん断強度を持つ複合材料・構造の研究、複合材料ブレードのスマートストラクチャー化の研究、複合材料ブレードの成形技術の研究をすすめ、スケールモデルの評価試験を実施し、その結果から、日本近海への設置が検討されている潮流発電設備に適用可能な大型・実大タービンブレードを複合材料にて製造するための設計技術、製造技術について検討・評価し、その成立性...

【キーワード】インテリジェント化 / 複合材料 / アクチュエータ / マトリックスき裂 / CFRP (他12件)

【概要】前年度において,一液性熱硬化型のエポキシ樹脂を熱により作動するカプセル内に封入して,貼付補修用アクチュエータとする手法を提案し,接着剤の軟化,放出,硬化を行うアクチュエータとしての動作確認を行い,予めコンクリート中に埋め込んでおいた接着カプセル封入アクチュエータを熱により作動させ,コンクリート表面に張り付けたCFRPのはく離の補修を行い,補修後の3点曲げ試験により補修が十分行われたことが確認できた...

【工学】総合工学：ナノ粒子／複合材料を含む研究件

【概要】液中において黒鉛を剥離してグラフェンに変換するプロセスの開発を行った。従来の超音波法による剥離よりも、圧力ホモジナイザを利用した剥離法の方が、10倍以上の生産能力があることを実証した。NMP等の有機溶媒にpHをコントロールした水を混合したものが、剥離分散に最適な溶媒であることを見出した。また、黒鉛を改質することで、どの溶媒にも溶けるように分散する新技術を発見した。 ...

【キーワード】複合材料 / ナノコンポジット / 高強度化 / コーティング / ナノ分散 (他11件)

【概要】本研究では，従来の繊維強化プラスチックにナノ分散させたナノフィラーを加えることで，更なる高強度化，長寿命化，そして高機能化を図ることを目的として研究を遂行した。ナノフィラーを直接複合材料に混ぜ込む手法と，ナノ分散スラリーを調製し，それをコーティングさせる2つの手法を試みた。直接複合材料に混ぜ込むことで，ナノフィラーは繊維/樹脂界面の接着力を高め，複合材料を更に高強度化させる作用があることを見出した...

【キーワード】環境材料 / 複合材料 / ナノ粒子 / メカノケミカル反応 / セルロース (他10件)

【概要】微結晶セルロース(MCC)のナノ粒子化に伴うグリコシド結合の切断により生成するMCCメカノラジカルをメタクリル酸メチル(MMA)の重合開始剤とし、MCC-PMMAブロック共重合体の合成(主鎖の化学修飾)に成功した。MCC-PMMAブロック共重合体で表面化学修飾されたMCCナノ粒子は、充填剤として用いられ新規複合材料が創製された。また、MCC-PMMAブロック共重合体の透明フイルム(新規材料)を得る...

【工学】総合工学：X線CT ／複合材料を含む研究件

【概要】本研究では定常加振下の動的X線CT手法を構築し，材料内部の変形挙動を直接評価することで振動減衰のメカニズム解明に取り組む．減衰特性はエネルギーの散逸が発生した巨視的な結果として現れる．そのため，微粒子／ゴム界面状態，ひずみ分布を観察することでエネルギー散逸機構が明らかになれば，粘弾性材料に複合化する微粒子の形状，量や配向などの配合条件から所望の減衰特性を持つ制振材を設計できる．一般的にX線CTは対...

【工学】総合工学：シリカ／複合材料を含む研究件

【キーワード】ポリマー / 非晶質炭秦 / マイクロ・ナノコンポジット / 蒸着法 / シリカ (他9件)

【概要】本研究では蒸着法を応用した新しい複合材料作製法を用いることで高分子材料と硬質材料のコンポジットを作った。本手法により溶融可能な高分子に対して非晶質炭素やシリカなどの硬質無機材料のサブミクロンスケールでの分散が可能となった。また、既存の混錬法などの複合化手法よりも簡便にコンポジットが作製できるようになり、さらにはプラズマ処理を施すことによって界面が親和性を帯び、界面接着が良くなる場合もあった。高分...

【工学】総合工学：結晶成長／複合材料を含む研究件

【キーワード】ハイブリッド材料 / 自己組織化 / バイオミネラリゼーション / 結晶成長 / コロイド粒子 (他16件)

【概要】水溶性高分子によって安定化した無機結晶のアモルファス前駆体の結晶化を、高分子基板で制御することにより、形状や配向を制御したヒドロキシアパタイトや酸化亜鉛の薄膜結晶を作製する手法を開発した。また、アモルファス無機粒子を異方的なコロイド結晶へと制御して変化させることにより、世界初となる炭酸カルシウムやヒドロキシアパタイトの液晶化にも成功した。さらに高分子ゲルと無機結晶を精密に複合化することにより、透明...

【工学】総合工学：妥当性確認／複合材料を含む研究件

【キーワード】マルチスケール法 / 確率均質化法 / モンテカルロ法 / サンプリング / 複合材料 (他16件)

【概要】工業材料や生体組織にみられる階層構造のマルチスケールモデリングにおいて、ミクロスケールの情報に含まれる不確かさ・ばらつきを考慮した確率的マルチスケール法の体系的な数理モデル記述法を見出し、その解法として一次漸近展開に基づく確率均質化法を核としたシミュレーション法を確立した。球状多孔質材料、コーティング粒子分散型複合材料ならびに多孔質な生体海綿骨にそれぞれ適用し、マクロ特性の分散の予測、確率的感度解...

【工学】総合工学：不均質性／複合材料を含む研究件

【キーワード】不均質性 / 階層モデル / マルチスケール解析 / 均質化法 / 重合メッシュ法 (他13件)

【概要】繊維強化型・粒子分散型複合材料や多孔質材料よりなる大型構造物を対象とし,線形・非線形均質化法と重合メッシュ法を併用した新しいマルチスケール解析手法を開発した.実際の材料のモデル化を行い,実験や従来型の数値解析との比較から妥当性,信頼性および実用性を検証するため,大規模解析を通常のパソコンで行うための高速シミュレータも開発した.対象材料の観点から,織物や編物といったテキスタイルを強化材とした高分子系...

【工学】総合工学：樹脂浸透特性／複合材料を含む研究件

【キーワード】不均質性 / 階層モデル / マルチスケール解析 / 均質化法 / 重合メッシュ法 (他13件)

【概要】繊維強化型・粒子分散型複合材料や多孔質材料よりなる大型構造物を対象とし,線形・非線形均質化法と重合メッシュ法を併用した新しいマルチスケール解析手法を開発した.実際の材料のモデル化を行い,実験や従来型の数値解析との比較から妥当性,信頼性および実用性を検証するため,大規模解析を通常のパソコンで行うための高速シミュレータも開発した.対象材料の観点から,織物や編物といったテキスタイルを強化材とした高分子系...

【工学】総合工学：分子動力学／複合材料を含む研究件

【キーワード】カーボンナノチューブ / 強度特性 / CVD法 / 強度発現メカニズム / 分子間力 (他14件)

【概要】本研究では高強度無撚CNT糸の創製を目的とし，これまでにCNTの合成条件検討やCNT紡績糸作製条件の最適化，ポリマー含浸（PAA/DMSO処理）による無撚CNT糸の高強度化を行い，無撚CNT糸の機械的特性の向上を検討した．また，薄層・細径なCNTを原料として，基板法から得られるCNT紡績糸の強度ならびに湿式紡績手法により作製されたCNT 糸の各種物性値評価及び高強度化のための処理条件検討を行った．...

【キーワード】カーボンナノチューブ / 黒鉛化処理 / ポリマー複合 / 分子動力学 / 強度評価 (他15件)

【概要】本研究ではCNT単体の優れた機械的特性が十分に発揮された革新的高強度CNT糸の創製を目的とし，乾式紡績法で作製した無撚CNT糸の高強度化を行った．糸を構成するCNT単体の強度評価および分子動力学解析によるCNT間相互作用力の評価によって，CNT糸の高強度化にはCNT単体の高強度化とCNT間の荷重伝達効率の向上が必要であることを明らかにした．また，それに基づいて黒鉛化処理によるCNTの高純度化，CN...

【工学】総合工学：深絞り成形シミュレーション／複合材料を含む研究件

【キーワード】不均質性 / 階層モデル / マルチスケール解析 / 均質化法 / 重合メッシュ法 (他13件)

【概要】繊維強化型・粒子分散型複合材料や多孔質材料よりなる大型構造物を対象とし,線形・非線形均質化法と重合メッシュ法を併用した新しいマルチスケール解析手法を開発した.実際の材料のモデル化を行い,実験や従来型の数値解析との比較から妥当性,信頼性および実用性を検証するため,大規模解析を通常のパソコンで行うための高速シミュレータも開発した.対象材料の観点から,織物や編物といったテキスタイルを強化材とした高分子系...

【工学】総合工学：多孔質材料／複合材料を含む研究件

【キーワード】マルチスケール法 / 確率均質化法 / モンテカルロ法 / サンプリング / 複合材料 (他16件)

【概要】工業材料や生体組織にみられる階層構造のマルチスケールモデリングにおいて、ミクロスケールの情報に含まれる不確かさ・ばらつきを考慮した確率的マルチスケール法の体系的な数理モデル記述法を見出し、その解法として一次漸近展開に基づく確率均質化法を核としたシミュレーション法を確立した。球状多孔質材料、コーティング粒子分散型複合材料ならびに多孔質な生体海綿骨にそれぞれ適用し、マクロ特性の分散の予測、確率的感度解...

【キーワード】不均質性 / 階層モデル / マルチスケール解析 / 均質化法 / 重合メッシュ法 (他13件)

【概要】繊維強化型・粒子分散型複合材料や多孔質材料よりなる大型構造物を対象とし,線形・非線形均質化法と重合メッシュ法を併用した新しいマルチスケール解析手法を開発した.実際の材料のモデル化を行い,実験や従来型の数値解析との比較から妥当性,信頼性および実用性を検証するため,大規模解析を通常のパソコンで行うための高速シミュレータも開発した.対象材料の観点から,織物や編物といったテキスタイルを強化材とした高分子系...

【工学】総合工学：トポロジー最適化／複合材料を含む研究件

❏３次元立体周期構造複合材料コアとメタルフェースシートからなる複層薄板の創造と創製(20H00300)

【概要】複層構造は、優れた機械的特性を発現する構造である。本研究では、金属被覆材（フェースシート）に挟む連続／非連続炭素繊維CFRPコア材の３次元幾何構造を制御することで、多様な力学特性を持つ薄板材料を創造し、製作し、評価することを目的とする。具体的には、 1）メタルフェースと３次元周期構造を持つ樹脂あるいは炭素繊維強化複合材料コアからなる複層構造の、コア構造を最適化する方法　2）得られた構造を熱溶解式3...

【概要】近年の産業技術の発達に伴い，熱膨張は極めて重要な現象となっている．熱膨張制御の一つの手法として，温めると弾性的に縮む負熱膨張材料が注目を集めている．負熱膨張材料開発の一つのアプローチとして，熱膨張率の異なる複数の材料と空孔を適切にレイアウトすることで，負熱膨張を生み出す手法がある．申請者らの研究グループは，汎用のマルチマテリアル3Dプリンタを用い，平面的な負熱膨張を生み出す複合材料を開発した．ただ...

【工学】総合工学：ミクローメゾーマクロ／複合材料を含む研究件

【キーワード】不均質性 / 階層モデル / マルチスケール解析 / 均質化法 / 重合メッシュ法 (他13件)

【概要】繊維強化型・粒子分散型複合材料や多孔質材料よりなる大型構造物を対象とし,線形・非線形均質化法と重合メッシュ法を併用した新しいマルチスケール解析手法を開発した.実際の材料のモデル化を行い,実験や従来型の数値解析との比較から妥当性,信頼性および実用性を検証するため,大規模解析を通常のパソコンで行うための高速シミュレータも開発した.対象材料の観点から,織物や編物といったテキスタイルを強化材とした高分子系...

【工学】総合工学：非破壊検査／複合材料を含む研究件

【キーワード】非破壊検査 / 複合材料 / 熱可塑性CFRP / 融着・溶着 / 渦電流試験 (他12件)

【概要】熱可塑性CFRPの融着装置に埋め込み可能な渦電流検査シートを開発した．検査シートは励磁コイルと複数の検出コイルからなり，励磁コイルに電圧を印加することで試験片を加熱する．融着不良が存在すると，その箇所の温度分布が変化する．一方，材料の導電率は温度によって変化することから，融着不良が存在すると導電率の分布が生じる．この導電率の変化を検出コイルで検出することで，融着不良の有無を判定するとともに，発生箇...

【工学】総合工学：局所応力解析／複合材料を含む研究件

【キーワード】不均質性 / 階層モデル / マルチスケール解析 / 均質化法 / 重合メッシュ法 (他13件)

【概要】繊維強化型・粒子分散型複合材料や多孔質材料よりなる大型構造物を対象とし,線形・非線形均質化法と重合メッシュ法を併用した新しいマルチスケール解析手法を開発した.実際の材料のモデル化を行い,実験や従来型の数値解析との比較から妥当性,信頼性および実用性を検証するため,大規模解析を通常のパソコンで行うための高速シミュレータも開発した.対象材料の観点から,織物や編物といったテキスタイルを強化材とした高分子系...

【工学】総合工学：成形プロセスシミュレーション／複合材料を含む研究件

【キーワード】不均質性 / 階層モデル / マルチスケール解析 / 均質化法 / 重合メッシュ法 (他13件)

【概要】繊維強化型・粒子分散型複合材料や多孔質材料よりなる大型構造物を対象とし,線形・非線形均質化法と重合メッシュ法を併用した新しいマルチスケール解析手法を開発した.実際の材料のモデル化を行い,実験や従来型の数値解析との比較から妥当性,信頼性および実用性を検証するため,大規模解析を通常のパソコンで行うための高速シミュレータも開発した.対象材料の観点から,織物や編物といったテキスタイルを強化材とした高分子系...

【工学】総合工学：均質化法／複合材料を含む研究件

【キーワード】不均質性 / 階層モデル / マルチスケール解析 / 均質化法 / 重合メッシュ法 (他13件)

【概要】繊維強化型・粒子分散型複合材料や多孔質材料よりなる大型構造物を対象とし,線形・非線形均質化法と重合メッシュ法を併用した新しいマルチスケール解析手法を開発した.実際の材料のモデル化を行い,実験や従来型の数値解析との比較から妥当性,信頼性および実用性を検証するため,大規模解析を通常のパソコンで行うための高速シミュレータも開発した.対象材料の観点から,織物や編物といったテキスタイルを強化材とした高分子系...

【概要】メゾ構造を「さらにミクロな基本構造を含む複合構造」と定義し,編物複合材料の繊維束に注目したメゾ構造モデルを作成した.切欠付き平板およびリブ付きパネルの階層モデリング手法に基づく応力解析を行い,提案するメゾ的見地に立ったシミュレーション技法の妥当性を検証した.メゾ構造中に生じる応力の評価において,高い解析精度が得られることが確かめられた.ここで用いた有限要素重ね合わせ法をさらに発展させ,周期的不均質...

【工学】総合工学：高精度画像計測／複合材料を含む研究件

【キーワード】航空宇宙工学 / スマート構造システム / 不確定性伝播モデル / ロバスト最適設計 / 高精度画像計測 (他12件)

【概要】本研究では，次世代の宇宙ミッションに求められる宇宙構造システムとして，環境の変化に応じて形状を変化させることができる「宇宙スマート構造システム」に着目した．そして，このシステムを実現するために不可欠な「計算機検証と試験検証とを融合した設計検証法」を確立することを目的とした．計算機検証では不確定性のある環境下での性能評価法の確立を，試験検証法では主に熱変形やその不確定性に着目した試験検証法の確立をめ...

【工学】総合工学：不確定性／複合材料を含む研究件

【キーワード】航空宇宙工学 / スマート構造システム / 不確定性伝播モデル / ロバスト最適設計 / 高精度画像計測 (他12件)

【概要】本研究では，次世代の宇宙ミッションに求められる宇宙構造システムとして，環境の変化に応じて形状を変化させることができる「宇宙スマート構造システム」に着目した．そして，このシステムを実現するために不可欠な「計算機検証と試験検証とを融合した設計検証法」を確立することを目的とした．計算機検証では不確定性のある環境下での性能評価法の確立を，試験検証法では主に熱変形やその不確定性に着目した試験検証法の確立をめ...

【工学】総合工学：不確定性伝播モデル／複合材料を含む研究件

【キーワード】航空宇宙工学 / スマート構造システム / 不確定性伝播モデル / ロバスト最適設計 / 高精度画像計測 (他12件)

【概要】本研究では，次世代の宇宙ミッションに求められる宇宙構造システムとして，環境の変化に応じて形状を変化させることができる「宇宙スマート構造システム」に着目した．そして，このシステムを実現するために不可欠な「計算機検証と試験検証とを融合した設計検証法」を確立することを目的とした．計算機検証では不確定性のある環境下での性能評価法の確立を，試験検証法では主に熱変形やその不確定性に着目した試験検証法の確立をめ...

【工学】総合工学：導電性／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材構造 / 導電性樹脂 / 耐雷構造 / 導電性複合材 / 航空機構造材料 (他7件)

【概要】耐雷構造として必要な高い導電性を発現するための導電性樹脂の開発を進めた。導電性ポリマー・ドーパント・硬化ポリマーの配合、混錬条件、硬化条件などを検討し、樹脂の導電性と硬化特性を評価することで、配合やプロセスの最適化を進めた。硬化反応制御を可能とする加熱プロファイルや粒子配合など、製造性と導電性を両立する導電性樹脂を見出し、1[s/cm]以上の高い導電性を発現する樹脂組成と成形プロセスを確立すること...

【キーワード】超強加工 / 超微細粒鉄鋼材料 / 複合材料 / カーボンナノチューブ / 押出し加工 (他27件)

【概要】本研究では、1パス超強加工として、1パスで90%以上の圧下を与えることができる、ガラスを潤滑材とした押出しに着目する。1パス超強加工である押出しによるスーパーファイン機能創成の研究は過去に無い。スーパーファイン機能とは、構造材料については高い機械的特性を意味する。強度、伸び、じん性などの機械的特性は内部構造敏感な性質である。そこで、スーパーファインな内部構造を、超強加工を利用して一発創成し、機械的...

【工学】総合工学：導電性樹脂／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材構造 / 導電性樹脂 / 耐雷構造 / 導電性複合材 / 航空機構造材料 (他7件)

【概要】耐雷構造として必要な高い導電性を発現するための導電性樹脂の開発を進めた。導電性ポリマー・ドーパント・硬化ポリマーの配合、混錬条件、硬化条件などを検討し、樹脂の導電性と硬化特性を評価することで、配合やプロセスの最適化を進めた。硬化反応制御を可能とする加熱プロファイルや粒子配合など、製造性と導電性を両立する導電性樹脂を見出し、1[s/cm]以上の高い導電性を発現する樹脂組成と成形プロセスを確立すること...

【工学】総合工学：樹脂亀裂／複合材料を含む研究件

❏複合材構造ボルトレス化に向けた接着接合部繊維強化型クラックアレスタ技術基盤の構築(17H03475)

【概要】本研究では、複合材構造のボルトレス化を実現するための、独自の繊維強化型クラックアレスタ技術基盤を構築した。各種亀裂進展試験および有限要素解析を用いることで、亀裂停止効果を最大化させるアレスタ構成を検討し、疲労接着剥がれおよびTジョイントの剥離を抑制できることを実証した。また、層端部の応力集中を抑制するPly curving terminationを考案し、基礎的な検討により有効性を確認した。 ...

【工学】総合工学：導電性複合材／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材構造 / 導電性樹脂 / 耐雷構造 / 導電性複合材 / 航空機構造材料 (他7件)

【概要】耐雷構造として必要な高い導電性を発現するための導電性樹脂の開発を進めた。導電性ポリマー・ドーパント・硬化ポリマーの配合、混錬条件、硬化条件などを検討し、樹脂の導電性と硬化特性を評価することで、配合やプロセスの最適化を進めた。硬化反応制御を可能とする加熱プロファイルや粒子配合など、製造性と導電性を両立する導電性樹脂を見出し、1[s/cm]以上の高い導電性を発現する樹脂組成と成形プロセスを確立すること...

【工学】総合工学：金属コーティング／複合材料を含む研究件

【キーワード】金属基複合材料 / カーボンナノファイバー(CNF) / 金属被覆 / アルミ合金 / 浸透法 (他18件)

【概要】カーボンナノファイバー(CNF)強化複合材料を新東宝で作成するために、まずCNF表面への金属のコーティングを行った。その後コーティングしたCNFのプリフォームを用いて、濡れ性を測定した。さらにプリフォームを用いたアルミの浸透実験を行った。まずコーティングであるが、AlをCNF表面に触媒を用いてコーティングした結果、表面に約5-10nmの厚さで均一なAlのコーティング膜が形成されていた。分析の結果表...

【工学】総合工学：弾性係数／複合材料を含む研究件

【キーワード】層間靭性強化CFRP / 超音波反射率 / 弾性係数 / 逆問題 / 漏洩ラム波 (他9件)

【概要】昨年度は、T800H/3900-2と呼ばれるタイプの層間靭性強化CFRPの、各層間に形成される約30μmの極めて薄い層間樹脂層について、その片面を表出させて超音波反射率を測定することで、一般的な静的試験法では測定の困難な樹脂層の物性値を同定する手法を確立した。そこで本年度は、その同定を行う際に必要となる、樹脂層の基盤層であるCFRP層の弾性係数を、超音波反射率から同定する方法の確立を行った。まず...

【工学】総合工学：ひずみ／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / 極低温 / 構造ヘルスモニタリング / 光ファイバ / FBGセンサ (他8件)

【概要】将来の宇宙輸送システムの一つとして、繰返し飛行が可能な完全再利用型ロケットが注目を集めており、その軽量化のために極低温推進剤タンクを複合材料で作製することが試みられている。ただし、複合材料の破壊のメカニズムは複雑であるため、その複合材料製タンクの健全性と信頼性を保証することが必要となる。そこで本研究では、複合材料製タンクに光ファイバセンサを組み込み、リアルタイムで健全性を監視できるヘルスモニタリン...

【概要】炭素繊維などの導電性繊維で強化された複合材料(CFRP)において,成形時の硬化度や成形不良,使用時のひずみや負荷履歴,点検時の破壊・損傷などのモニタリングは,成形コスト削減,使用時の健全性保証,点検コスト・時間の削減に直結するため重要な技術であり,個々にセンシング技術が発達してきている.例えば,熱硬化性樹脂の硬化度は成形時に市販の誘電率センサーを使用することでモニタリングが可能であり,また負荷時の...

❏光ファイバーセンサーを用いたFRP断熱支持体の知的構造の開発(06555027)

【研究代表者】小林英男東京工業大学, 工学部, 教授 (00016487)

【研究期間】1994 - 1996

【キーワード】スマート構造 / 光ファイバー / ひずみ / ひずみセンサー / FRP (他7件)

【概要】磁気浮上列車用超伝導コイルの複合材料製断熱支持体はコイルを極低温に保持するため完全密閉されており、支持体の構造健全性は目視では確認できない。そこで、変動磁場の影響を受けず、小型で安価な屈曲光ファイバーを用いた複合材料製断熱支持体の損傷検出スマート構造化が望まれている。そこで本研究では屈曲光ファイバーによるひずみ検出に基づく損傷検出スマート構造の開発を目的として、ひずみ検出システム及び光ファイバー埋...

【工学】総合工学：弾塑性解析／複合材料を含む研究件

【概要】遮熱構造部材への適用を想定したセラミックス/金属系傾斜機能材料(Functionally Graded Materials,以下FGMと略記)の熱応力緩和設計に関し,構成相レベルでの微視的な応力/ひずみ状態から解析する独自の微視力学アプローチを展開した.とくに金属相の塑性変形による非弾性効果を積極的に考慮している点が特色である.最も基本的な薄肉平板状FGM構造の板厚方向一次元熱流による非定常熱応力...

❏セラミックス-金属系多相材料の熱・弾塑性応答(微視力学的解析システムとその機能検証)(03452254)

【概要】前年度に具体化した主な項目は,1)微視力学モデルに基づく弾塑性構成式の定式化,2)熱・弾塑性応答の数値解析ソフトウェア作成,3)局部加熱方式動的熱変形試験装置の設計・製作,4)クリープ効果の基礎的検討である。当該年度では、まず始めに上記1)に基づく2)のソフトウェアを用いて、平板状のZr3_2-Ni系傾斜組成制御体に関する一連の熱応力解析を実施した。特に上記3)との関連から、Ni相の塑性挙動を無視...

【工学】総合工学：3Dプリンター／複合材料を含む研究件

【概要】令和二年度において，当初予定であった事項を修正して，短繊維を含んだ複合材フィラメントの３Dプリントの二次元印刷プロセスがMoving Particle Semi-implicit (MPS)法でシミュレーションできるようになり，実験と比較して９０％以上の形状類似性が得られた。令和三年度では，これを三次元に拡張することを目的として研究を遂行した。三次元へのMPS法シミュレーション手法の拡張そのもの...

❏３次元立体周期構造複合材料コアとメタルフェースシートからなる複層薄板の創造と創製(20H00300)

【概要】複層構造は、優れた機械的特性を発現する構造である。本研究では、金属被覆材（フェースシート）に挟む連続／非連続炭素繊維CFRPコア材の３次元幾何構造を制御することで、多様な力学特性を持つ薄板材料を創造し、製作し、評価することを目的とする。具体的には、 1）メタルフェースと３次元周期構造を持つ樹脂あるいは炭素繊維強化複合材料コアからなる複層構造の、コア構造を最適化する方法　2）得られた構造を熱溶解式3...

【キーワード】複合材料 / 構造キャパシタ / ３Ｄプリンタ / 自己センシング / CFRP (他16件)

【概要】高価な炭素繊維強化複合材料を一般構造に適用するため，構造以外の蓄電機能を持たせる構造キャパシタを開発する．本研究ではサンドイッチ構造のコア部分にキャパシタを内蔵するサンドイッチ構造キャパシタを提案した．フォームコアでは電解液の漏洩が発生するため，３Ｄプリンタで作成したスナップイン構造を用いることにした．スナップイン構造のコア内部に防水処理をしたキャパシタを設置することで蓄電機能目標を達成した．３点...

【工学】総合工学：界面強度／複合材料を含む研究件

【概要】単繊維包埋試験法は、繊維強化複合材料における繊維〜樹脂界面せん断強度を評価する方法として広く用いられている。この方法は、単繊維複合材料に引張荷重を負荷することによって破断した繊維の長さ分布と、別の実験によって求めた繊維の引張強度から界面せん断強度を計算するものである。しかし、複合材料に用いられる繊維は著しい強度分布を示すことが多く、また、複合材料を環境に暴露すると繊維強度が劣化する場合がある等の理...

【工学】総合工学：粒子法(SPH法) ／複合材料を含む研究件

【概要】令和二年度において，当初予定であった事項を修正して，短繊維を含んだ複合材フィラメントの３Dプリントの二次元印刷プロセスがMoving Particle Semi-implicit (MPS)法でシミュレーションできるようになり，実験と比較して９０％以上の形状類似性が得られた。令和三年度では，これを三次元に拡張することを目的として研究を遂行した。三次元へのMPS法シミュレーション手法の拡張そのもの...

【工学】総合工学：アルミニウム／複合材料を含む研究件

【キーワード】金属基複合材料 / カーボンナノファイバー(CNF) / 金属被覆 / アルミ合金 / 浸透法 (他18件)

【概要】カーボンナノファイバー(CNF)強化複合材料を新東宝で作成するために、まずCNF表面への金属のコーティングを行った。その後コーティングしたCNFのプリフォームを用いて、濡れ性を測定した。さらにプリフォームを用いたアルミの浸透実験を行った。まずコーティングであるが、AlをCNF表面に触媒を用いてコーティングした結果、表面に約5-10nmの厚さで均一なAlのコーティング膜が形成されていた。分析の結果表...

【概要】Mg合金は,金属の中で最も軽量で高い比強度を有するが,常温成形性と耐食性が乏しい.本研究では,薄いAlフォイルでMg合金を包んだクラッド板の製造を検討し,Mg/Alクラッド板を300℃で圧延接合を試み,以下の知見を得た.Mg板とAlフォイルは,圧下率が30%で接着することが可能である.次に,パスごとに300℃で焼鈍を施すと,常温成形性は著しく改良された.さらにMg板とAlフォイルの間にTiフォイル...

【概要】本研究はSiC/Al複合材料を1つの例とし金属系複合材料に於て最も大きな問題となるマトリックスの内部歪及び界面における化学的変化を電子顕微鏡のみならず構造敏感な性質である内部摩擦測定法を通じて計測しそれをキャラクタリゼーションの1つとして用いることを目的として行ったものである。実験方法としては周波数、温度に関して幅広いスペクトルを計測するため2つの装置を作製した。1つは10^<-5>〜...

【工学】総合工学：Morphing wing ／複合材料を含む研究件

【キーワード】Morphing wing / Composites / 航空工学 / 構造力学 / モーフィング翼 (他8件)

【概要】本研究では、航空機構造の形状を任意に変化させ、飛行性能や飛行特性を向上させる技術を実現する手法として、超異方性複合材を用いたモーフィング翼構造を提案した。実機相当の翼型を対象として、後縁部をモーフィング部とした翼構造の構造解析を試み、ワイヤー駆動型のモーフィング翼を設計した。超異方性複合材を用いて、モーフィング翼模型を製作し、風洞試験にて、気流中における駆動実証を試み、30m/sまでの気流中におい...

【工学】総合工学：複合構造／複合材料を含む研究件

【キーワード】光ファイバセンサ / 複合材料 / 複合構造 / ヘルスモニタリング / トランスバースクラック (他7件)

【概要】本研究では、複合材料積層板の内部に光ファイバセンサを埋込み、複合材料中に発生するき裂、とくにトランスバースクラックや層間剥離などを監視する知的複合材料クラック発生・進展モニタリングシステムを構築する試みを行った。埋込む光ファイバセンサとしては、、光ファイバブラックグレーティングセンサ(FBG)を用いた。被覆のある通常のFBGセンサに加え、被覆を除去して感度を良くしたFBGセンサも用いた。また、従来...

【工学】総合工学：複合材／複合材料を含む研究件

【概要】令和二年度において，当初予定であった事項を修正して，短繊維を含んだ複合材フィラメントの３Dプリントの二次元印刷プロセスがMoving Particle Semi-implicit (MPS)法でシミュレーションできるようになり，実験と比較して９０％以上の形状類似性が得られた。令和三年度では，これを三次元に拡張することを目的として研究を遂行した。三次元へのMPS法シミュレーション手法の拡張そのもの...

【キーワード】複合材料 / 構造キャパシタ / ３Ｄプリンタ / 自己センシング / CFRP (他16件)

【概要】高価な炭素繊維強化複合材料を一般構造に適用するため，構造以外の蓄電機能を持たせる構造キャパシタを開発する．本研究ではサンドイッチ構造のコア部分にキャパシタを内蔵するサンドイッチ構造キャパシタを提案した．フォームコアでは電解液の漏洩が発生するため，３Ｄプリンタで作成したスナップイン構造を用いることにした．スナップイン構造のコア内部に防水処理をしたキャパシタを設置することで蓄電機能目標を達成した．３点...

【キーワード】Morphing wing / Composites / 航空工学 / 構造力学 / モーフィング翼 (他8件)

【概要】本研究では、航空機構造の形状を任意に変化させ、飛行性能や飛行特性を向上させる技術を実現する手法として、超異方性複合材を用いたモーフィング翼構造を提案した。実機相当の翼型を対象として、後縁部をモーフィング部とした翼構造の構造解析を試み、ワイヤー駆動型のモーフィング翼を設計した。超異方性複合材を用いて、モーフィング翼模型を製作し、風洞試験にて、気流中における駆動実証を試み、30m/sまでの気流中におい...

【工学】総合工学：複合材構造／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材構造 / 導電性樹脂 / 耐雷構造 / 導電性複合材 / 航空機構造材料 (他7件)

【概要】耐雷構造として必要な高い導電性を発現するための導電性樹脂の開発を進めた。導電性ポリマー・ドーパント・硬化ポリマーの配合、混錬条件、硬化条件などを検討し、樹脂の導電性と硬化特性を評価することで、配合やプロセスの最適化を進めた。硬化反応制御を可能とする加熱プロファイルや粒子配合など、製造性と導電性を両立する導電性樹脂を見出し、1[s/cm]以上の高い導電性を発現する樹脂組成と成形プロセスを確立すること...

【工学】総合工学：複合材料・物性／複合材料を含む研究件

❏確率的マルチフィジックス・マルチスケールモデリング法の提案と各種応用・妥当性確認(16H04239)

【キーワード】確率的シミュレーション / マルチフィジックスモデル / マルチスケールモデル / 複合材料 / 3D積層造形 (他12件)

【概要】繊維強化複合材料と3D積層造形品を主たる対象として、製造に起因するばらつき・不確かさを考慮し、材料特性予測や製造プロセス設計に役立つ確率的有限要素解析手法を開発した。複合材料のミクロ構造における不均質性が考慮できるマルチスケール問題、および、製造プロセスにおけるマルチフィジックス問題に焦点を当て、不確かさの要因分析、感度解析、不確かさの伝播の解析に有用な確率的モデリング・非線形シミュレーション法を...

【概要】本研究課題では耐損傷性の問題から十分な軽量化にいたっていない複合材航空機構造を対象に、大幅な重量低減を目標とした検討を行った。具体的にはこれまで構築してきた階層型光ファイバ損傷検知システムを損傷検知・修復ハイブリッドシステムに発展させるとともに、独自の急速補修技術と融合させて構造に適用することで、設計許容ひずみレベルを向上させることを試みた。損傷検知・補修融合技術を適用することで初めて可能になる軽...

【キーワード】金属基複合材料 / カーボンナノファイバー(CNF) / 金属被覆 / アルミ合金 / 浸透法 (他18件)

【概要】カーボンナノファイバー(CNF)強化複合材料を新東宝で作成するために、まずCNF表面への金属のコーティングを行った。その後コーティングしたCNFのプリフォームを用いて、濡れ性を測定した。さらにプリフォームを用いたアルミの浸透実験を行った。まずコーティングであるが、AlをCNF表面に触媒を用いてコーティングした結果、表面に約5-10nmの厚さで均一なAlのコーティング膜が形成されていた。分析の結果表...

【工学】総合工学：力学的特性／複合材料を含む研究件

❏マルチスケールモデリングと非破壊評価に基づく複合材料の破壊現象に関する研究(17F17707)

【研究期間】2017-10-13 - 2019-03-31

【研究種目】特別研究員奨励費

【研究代表者】高橋淳東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (10222085)

【キーワード】複合材料 / 力学特性 / シミュレーション / composite material

【概要】炭素繊維強化プラスチックス（CFRP）は既に航空機等で実用化され、特にその優れた軽量特性が知られているが、その世界需要は年間10万トン程度であり、世界で年間1億台生産されている量産車を軽量化して温暖化対策に寄与したり電気自動車化を加速させるには量産性（年産10万トン→数千万トン）・低コスト性（10000円/kg→1000円/kg）・リサイクル性・複雑形状成形性など解決すべき課題が多い。研究室では...

【概要】近年材料に対する要求が高度多様になっている.金属間化合物は軽量,優れた力学的特性,耐酸化性に優れており高温構造材料として期待されているが,延性に乏しく脆性であるので単体での使用が制限される.しかし,延性な金属と金属間化合物を積層することで,新しい特性を発現させ,また特定の方向の破壊抵抗を向上させることが可能であると考えられる.このような金属/金属間化合物積層材料を作製する方法の1つに燃焼合成法があ...

【研究代表者】榎学 (1997) 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教授 (70201960)

【キーワード】創造科学 / 科学文化 / 無機系複合材料 / 日英科学技術史 / 複合材料 (他12件)

【概要】東京大学先端科学技術研究センターは、オックスフォード大学と「国際創造科学分野」と「国際科学文化分野」の両分野における具体的な共同研究を通して、相互の研究者、大学院学生の同一の場での交流により、両国の研究・教育に関するスタイル、方法論などの相違の正しい理解を深め、科学技術、文化相互理解の両面で効果のある国際共同研究のあり方をさぐるために、次の具体的なテーマについて共同研究を行った。 (1)無機系複合...

【工学】総合工学：複素反射光スペクトル／複合材料を含む研究件

【キーワード】光ファイバセンサ / 複合材料 / 微視的損傷 / FBGセンサ / 逆解析 (他10件)

【概要】外径52μmの細径FBG(Fiber Bragg Grating)センサを炭素繊維強化プラスチック(CFRP)複合材料中に埋め込み、そのセンサからの反射光パワースペクトルの形状変化を調べることで、CFRP積層板内部に発生した微視的なクラックおよび層間剥離を検出可能になった。しかし、さらに位相スペクトルも測定して複素反射光スペクトルを求め、そこから逆解析で損傷発生位置を同定する試みについては、積層板...

【工学】総合工学：積層／複合材料を含む研究件

【概要】自動積層装置でプリプレグを積層する過程の挙動評価を行った。積層過程でのプリプレグの変形・ひずみ応答を評価可能なように積層装置の改造とチューニングを実施した。また光ファイバセンサを一体化させたプリプレグを用いることで、フィード、プリテンション、コンパクションローラでの圧着、脱型の全積層過程においてプリプレグに発生するひずみ変動をリアルタイムで取得した。積層品質を高めるためのプリテンションが、積層後に...

【工学】総合工学：積層板／複合材料を含む研究件

【概要】繊維強化複合材料積層板では,一般に板厚方向には繊維が配向されていないため,層間の剥離が生じ易い.耐熱材料を兼ねる積層板構造の場合,この層間剥離の存在は積層板内の板厚方向の熱伝導を妨げ,局所的な熱集中による予想外の熱変形や強度低下を招く恐れがある.本研究はこの点を念頭に置き,層間剥離を有する積層板の熱変形挙動を調べることを目的とした. 最初に,熱荷重による積層板の挙動を材料の等方性を仮定して理論的に...

【概要】航空宇宙分野で利用される複合材料の積層構造において、荷重を受ける曲面部は接手や補強材など多く存在する。特に、厳しい熱環境に曝される宇宙往還機への局所的利用が予想される炭素繊維強化炭素(C/C)複合材料では、主構造への取付部においてこうした構造要素は不可欠であり、その強度特性の把握は超耐熱構造システム実現のための重要な技術課題である。本研究では、この様な視点に立ってまず積層曲面板の解析に適した有限要...

【工学】総合工学：準3次元問題／複合材料を含む研究件

【概要】航空宇宙分野で利用される複合材料の積層構造において、荷重を受ける曲面部は接手や補強材など多く存在する。特に、厳しい熱環境に曝される宇宙往還機への局所的利用が予想される炭素繊維強化炭素(C/C)複合材料では、主構造への取付部においてこうした構造要素は不可欠であり、その強度特性の把握は超耐熱構造システム実現のための重要な技術課題である。本研究では、この様な視点に立ってまず積層曲面板の解析に適した有限要...

【工学】総合工学：フォトリソグラフィー／複合材料を含む研究件

❏構造・材料同時最適設計のための複合材料システムの微視的損傷発生・進展評価法の構築(06555291)

【概要】本研究では,耐熱高分子をマトリックスとする繊維強化複合材料の,最も基本的な積層構成である0°/90°層からなるクロスプライ(直交)積層板を用い,(1)90°層内の初期マトリックスクラック発生,(2)マルティプルマトリックスクラック発生,(3)マトリックスクラック端部からの層間剥離発生,の各段階におけるミクロの変形・破壊プロセスを.負荷装置を付加した光学顕微鏡(OM),走査型電子顕微鏡(SEM)およ...

【工学】総合工学：ロバスト最適設計／複合材料を含む研究件

【キーワード】航空宇宙工学 / スマート構造システム / 不確定性伝播モデル / ロバスト最適設計 / 高精度画像計測 (他12件)

【概要】本研究では，次世代の宇宙ミッションに求められる宇宙構造システムとして，環境の変化に応じて形状を変化させることができる「宇宙スマート構造システム」に着目した．そして，このシステムを実現するために不可欠な「計算機検証と試験検証とを融合した設計検証法」を確立することを目的とした．計算機検証では不確定性のある環境下での性能評価法の確立を，試験検証法では主に熱変形やその不確定性に着目した試験検証法の確立をめ...

【工学】総合工学：ロバスト多目的最適設計／複合材料を含む研究件

【キーワード】航空宇宙工学 / スマート構造システム / 不確定性伝播モデル / ロバスト最適設計 / 高精度画像計測 (他12件)

【概要】本研究では，次世代の宇宙ミッションに求められる宇宙構造システムとして，環境の変化に応じて形状を変化させることができる「宇宙スマート構造システム」に着目した．そして，このシステムを実現するために不可欠な「計算機検証と試験検証とを融合した設計検証法」を確立することを目的とした．計算機検証では不確定性のある環境下での性能評価法の確立を，試験検証法では主に熱変形やその不確定性に着目した試験検証法の確立をめ...

【工学】総合工学：分散／複合材料を含む研究件

【概要】液中において黒鉛を剥離してグラフェンに変換するプロセスの開発を行った。従来の超音波法による剥離よりも、圧力ホモジナイザを利用した剥離法の方が、10倍以上の生産能力があることを実証した。NMP等の有機溶媒にpHをコントロールした水を混合したものが、剥離分散に最適な溶媒であることを見出した。また、黒鉛を改質することで、どの溶媒にも溶けるように分散する新技術を発見した。 ...

【工学】総合工学：接着／複合材料を含む研究件

【概要】酸化・エッチングプロセス制御によって金属表面にナノ構造を創製し、炭素繊維強化熱可塑性プラスチック（CFRTP）積層板と金属の異種材料接合技術を確立することを目的とした。界面ナノ構造を有することで接合界面近傍の母材樹脂が脆性破壊から延性破壊に変化して破壊靭性が大幅に上昇することを明らかにした。き裂進展シミュレーションを実施した結果、ナノ構造を有するき裂進展は平面応力状態の破壊形態と類似していることが...

❏複合材構造ボルトレス化に向けた接着接合部繊維強化型クラックアレスタ技術基盤の構築(17H03475)

【概要】本研究では、複合材構造のボルトレス化を実現するための、独自の繊維強化型クラックアレスタ技術基盤を構築した。各種亀裂進展試験および有限要素解析を用いることで、亀裂停止効果を最大化させるアレスタ構成を検討し、疲労接着剥がれおよびTジョイントの剥離を抑制できることを実証した。また、層端部の応力集中を抑制するPly curving terminationを考案し、基礎的な検討により有効性を確認した。 ...

❏光ファイバライフサイクルモニタリングによる低コスト高信頼性複合材品質保証保守技術(26249129)

【概要】本研究では熱可塑・低圧成形複合材料および接着接合技術の低コスト・高機能性と光ファイバライフサイクルモニタリングによる高信頼化技術を融合させることにより実現可能となる、革新知的複合材構造コンセプトを世界に先駆けて提案・実証することを目的とした。産業界の要望に応えつつも、その中から学問的重要なエッセンスを抽出し集中研究を行うことにより、次世代複合材の品質保証・保守技術を確立することを目指したものである...

【工学】総合工学：接着構造／複合材料を含む研究件

❏複合材構造ボルトレス化に向けた接着接合部繊維強化型クラックアレスタ技術基盤の構築(17H03475)

【概要】本研究では、複合材構造のボルトレス化を実現するための、独自の繊維強化型クラックアレスタ技術基盤を構築した。各種亀裂進展試験および有限要素解析を用いることで、亀裂停止効果を最大化させるアレスタ構成を検討し、疲労接着剥がれおよびTジョイントの剥離を抑制できることを実証した。また、層端部の応力集中を抑制するPly curving terminationを考案し、基礎的な検討により有効性を確認した。 ...

【工学】総合工学：接着接合／複合材料を含む研究件

❏複合材構造ボルトレス化に向けた接着接合部繊維強化型クラックアレスタ技術基盤の構築(17H03475)

【概要】本研究では、複合材構造のボルトレス化を実現するための、独自の繊維強化型クラックアレスタ技術基盤を構築した。各種亀裂進展試験および有限要素解析を用いることで、亀裂停止効果を最大化させるアレスタ構成を検討し、疲労接着剥がれおよびTジョイントの剥離を抑制できることを実証した。また、層端部の応力集中を抑制するPly curving terminationを考案し、基礎的な検討により有効性を確認した。 ...

【工学】総合工学：プラスチック／複合材料を含む研究件

【概要】耐食FRPの化学的な腐食劣化に対し,光ファイバを利用したオンラインモニタリングにより非破壊で定量的評価を行うことを目的に研究を行った.まず,耐食FRP用マトリックス樹脂として使用されているイソフタル酸系不飽和ポリエステル樹脂を水酸化ナトリウム水溶液中に浸せきし,腐食挙動を観察したところ,表面から変色層を形成しながら腐食が内部に進行するタイプの腐食層形成型腐食であることが明らかになった.変色層はアル...

【工学】総合工学：圧縮座屈／複合材料を含む研究件

【概要】繊維強化複合材料積層板では,一般に板厚方向には繊維が配向されていないため,層間の剥離が生じ易い.耐熱材料を兼ねる積層板構造の場合,この層間剥離の存在は積層板内の板厚方向の熱伝導を妨げ,局所的な熱集中による予想外の熱変形や強度低下を招く恐れがある.本研究はこの点を念頭に置き,層間剥離を有する積層板の熱変形挙動を調べることを目的とした. 最初に,熱荷重による積層板の挙動を材料の等方性を仮定して理論的に...

【工学】総合工学：設計法／複合材料を含む研究件

【概要】本研究課題では耐損傷性の問題から十分な軽量化にいたっていない複合材航空機構造を対象に、大幅な重量低減を目標とした検討を行った。具体的にはこれまで構築してきた階層型光ファイバ損傷検知システムを損傷検知・修復ハイブリッドシステムに発展させるとともに、独自の急速補修技術と融合させて構造に適用することで、設計許容ひずみレベルを向上させることを試みた。損傷検知・補修融合技術を適用することで初めて可能になる軽...

【概要】SHM技術との融合に向けた急速簡易補修技術の基礎的検討のため,パッチ補修部の引張試験を実施した.模擬損傷の位置,種類を変化させることで, SHM技術の有する損傷検知の不確定性が補修強度に与える影響を評価した.損傷情報にあいまいさがある場合の補修パッチサイズ決定指針を提案するとともに, SHM技術によって検知するべきパラメータは貫通損傷の有無および剥離の最大領域であることを示した. ...

【工学】総合工学：最適設計／複合材料を含む研究件

【キーワード】航空宇宙工学 / スマート構造システム / 不確定性伝播モデル / ロバスト最適設計 / 高精度画像計測 (他12件)

【概要】本研究では，次世代の宇宙ミッションに求められる宇宙構造システムとして，環境の変化に応じて形状を変化させることができる「宇宙スマート構造システム」に着目した．そして，このシステムを実現するために不可欠な「計算機検証と試験検証とを融合した設計検証法」を確立することを目的とした．計算機検証では不確定性のある環境下での性能評価法の確立を，試験検証法では主に熱変形やその不確定性に着目した試験検証法の確立をめ...

【工学】総合工学：計算力学／複合材料を含む研究件

【キーワード】階層型ニューラルネットワーク / 計算力学 / 破壊力学 / 傾斜機能材料 / 複合材料 (他11件)

【概要】非均質構造材料には、多様な要求に応えるために複数の素材を積層化、分散化、傾斜機能化によって組み合わせたいわゆる複合材と、均質構造材料を接着・接合・溶接した構造が含まれる。均質材と比較すると、これらに共通する特徴として、構成素材の物性値の差、混合比率、混合法が材料のマクロ性能(剛性、破壊強度、継ぎ手効率、振動特性、熱、電気特性など)を決定する制御パラメータとして加わることが挙げられる。このために、設...

【工学】総合工学：スマート構造システム／複合材料を含む研究件

【キーワード】航空宇宙工学 / スマート構造システム / 不確定性伝播モデル / ロバスト最適設計 / 高精度画像計測 (他12件)

【概要】本研究では，次世代の宇宙ミッションに求められる宇宙構造システムとして，環境の変化に応じて形状を変化させることができる「宇宙スマート構造システム」に着目した．そして，このシステムを実現するために不可欠な「計算機検証と試験検証とを融合した設計検証法」を確立することを目的とした．計算機検証では不確定性のある環境下での性能評価法の確立を，試験検証法では主に熱変形やその不確定性に着目した試験検証法の確立をめ...

【工学】総合工学：軽量宇宙構造／複合材料を含む研究件

【概要】CFRPラティス構造の衝撃減衰応答についての解析モデルの構築を目指し、ラティス構造特有のユニットセルを用いた、効率的な衝撃応答予測を可能とする数値解析モデルの開発を行った。材料の減衰以外の幾何学的効果による応答低減が達成される可能性を検証するために、ユニットセルの幾何形状を変化させた場合の解析を実施し、所望の周波数領域の衝撃減衰を向上さることが可能であることを解析的に示し、ラティス構造特有のストッ...

【工学】総合工学：軽量化／複合材料を含む研究件

【概要】本研究課題では耐損傷性の問題から十分な軽量化にいたっていない複合材航空機構造を対象に、大幅な重量低減を目標とした検討を行った。具体的にはこれまで構築してきた階層型光ファイバ損傷検知システムを損傷検知・修復ハイブリッドシステムに発展させるとともに、独自の急速補修技術と融合させて構造に適用することで、設計許容ひずみレベルを向上させることを試みた。損傷検知・補修融合技術を適用することで初めて可能になる軽...

【工学】総合工学：ブラッグ格子／複合材料を含む研究件

【キーワード】光ファイバセンサ / 複合材料 / 複合構造 / ヘルスモニタリング / トランスバースクラック (他7件)

【概要】本研究では、複合材料積層板の内部に光ファイバセンサを埋込み、複合材料中に発生するき裂、とくにトランスバースクラックや層間剥離などを監視する知的複合材料クラック発生・進展モニタリングシステムを構築する試みを行った。埋込む光ファイバセンサとしては、、光ファイバブラックグレーティングセンサ(FBG)を用いた。被覆のある通常のFBGセンサに加え、被覆を除去して感度を良くしたFBGセンサも用いた。また、従来...

【工学】総合工学：細径FBGセンサー／複合材料を含む研究件

【キーワード】光ファイバセンサ / 複合材料 / 微視的損傷 / FBGセンサ / 逆解析 (他10件)

【概要】外径52μmの細径FBG(Fiber Bragg Grating)センサを炭素繊維強化プラスチック(CFRP)複合材料中に埋め込み、そのセンサからの反射光パワースペクトルの形状変化を調べることで、CFRP積層板内部に発生した微視的なクラックおよび層間剥離を検出可能になった。しかし、さらに位相スペクトルも測定して複素反射光スペクトルを求め、そこから逆解析で損傷発生位置を同定する試みについては、積層板...

【工学】総合工学：漏洩ラム波／複合材料を含む研究件

【キーワード】層間靭性強化CFRP / 超音波反射率 / 弾性係数 / 逆問題 / 漏洩ラム波 (他9件)

【概要】昨年度は、T800H/3900-2と呼ばれるタイプの層間靭性強化CFRPの、各層間に形成される約30μmの極めて薄い層間樹脂層について、その片面を表出させて超音波反射率を測定することで、一般的な静的試験法では測定の困難な樹脂層の物性値を同定する手法を確立した。そこで本年度は、その同定を行う際に必要となる、樹脂層の基盤層であるCFRP層の弾性係数を、超音波反射率から同定する方法の確立を行った。まず...

【工学】総合工学：濡れ性／複合材料を含む研究件

【キーワード】金属基複合材料 / カーボンナノファイバー(CNF) / 金属被覆 / アルミ合金 / 浸透法 (他18件)

【概要】カーボンナノファイバー(CNF)強化複合材料を新東宝で作成するために、まずCNF表面への金属のコーティングを行った。その後コーティングしたCNFのプリフォームを用いて、濡れ性を測定した。さらにプリフォームを用いたアルミの浸透実験を行った。まずコーティングであるが、AlをCNF表面に触媒を用いてコーティングした結果、表面に約5-10nmの厚さで均一なAlのコーティング膜が形成されていた。分析の結果表...

【工学】総合工学：熱可塑性樹脂／複合材料を含む研究件

❏光ファイバライフサイクルモニタリングによる低コスト高信頼性複合材品質保証保守技術(26249129)

【概要】本研究では熱可塑・低圧成形複合材料および接着接合技術の低コスト・高機能性と光ファイバライフサイクルモニタリングによる高信頼化技術を融合させることにより実現可能となる、革新知的複合材構造コンセプトを世界に先駆けて提案・実証することを目的とした。産業界の要望に応えつつも、その中から学問的重要なエッセンスを抽出し集中研究を行うことにより、次世代複合材の品質保証・保守技術を確立することを目指したものである...

【工学】総合工学：熱荷重／複合材料を含む研究件

【概要】繊維強化複合材料積層板では,一般に板厚方向には繊維が配向されていないため,層間の剥離が生じ易い.耐熱材料を兼ねる積層板構造の場合,この層間剥離の存在は積層板内の板厚方向の熱伝導を妨げ,局所的な熱集中による予想外の熱変形や強度低下を招く恐れがある.本研究はこの点を念頭に置き,層間剥離を有する積層板の熱変形挙動を調べることを目的とした. 最初に,熱荷重による積層板の挙動を材料の等方性を仮定して理論的に...

【工学】総合工学：BOTDR ／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / 船舶構造 / CFRP / 構造モニタリング / 成形モニタリング (他9件)

【概要】SESやハイドロフォイルなどの高速船において、高速化と経済性の両面から構造の軽量化が重要である。従来から、アルミ合金単板構造あるいはアルミ・ハニカムを心材とするサンドイッチ構造が高速船に利用されている。将来の船舶のより一層の高性能化のためには、比強度に優れた先進複合材料の適用が有効と考える。 CFRPを船舶構造に適用するためには、部材形状の大型化と成型コストの削減が重要である。既存の成型法では大型...

【工学】総合工学：セラミクス／複合材料を含む研究件

【概要】様々な手法で3次元ネットワーク構造の微細な細孔を有するセラミックス多孔体を作製し、これに各種の低表面エネルギー液体を含浸することで、固体-液体バルク複合材料(SLBC)を作製し、液体の粘性、表面エネルギーなどの特性が、得られる材料の静的動的撥水性へ及ぼす影響を明らかにした。アルミナ多孔体を用いたSLBCでは水滴が転落する際はほとんど回転していないことが判った。またその上での水滴は、外部電界により...

❏高効率コンバインド発電システム用SiC繊維強化酸化物マトリックス動翼材の開発研究(12555208)

【概要】酸化物をマトリックスとする焼結SiC繊維強化複合材料の製造プロセス、および機棟的性質に関する検討を行った。製造プロセスとしては、溶融含浸法、スラリー含浸法、ともに可能であり、緻密なマトリックスを得ることが出来た。Al203-YAGマトリックスの場合は、1300℃での曲げ強度が780MPaであり常温の破壊エネルギーも14000J/m2に達した。しかし、界面強度調整のためのグラファイトの酸化問題と、強...

【研究代表者】田邊靖博 (1999-2000) 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 助教授 (70163607)

【キーワード】セラミックス / 複合材料 / 破壊エネルギー / シャルピー衝撃試験 / 動的亀裂進展 (他8件)

【概要】セラミック基複合材料における破壊エネルギーを如何に評価するか?という問題とそれによって評価された破壊エネルギーが如何なる破壊プロセス(複合材料の微細組織と亀裂進展との関係)を反映したものであるのか?という問題を,全研究期間を通じて取組んできた.その結果,測定精度を確保するためには複合材料の破壊エネルギーが数kJ/m^2以上という条件が必要となるものの,容易に試験片を分断できるという利点からシャルピ...

【工学】総合工学：熱残留応力／複合材料を含む研究件

❏光ファイバライフサイクルモニタリングによる低コスト高信頼性複合材品質保証保守技術(26249129)

【概要】本研究では熱可塑・低圧成形複合材料および接着接合技術の低コスト・高機能性と光ファイバライフサイクルモニタリングによる高信頼化技術を融合させることにより実現可能となる、革新知的複合材構造コンセプトを世界に先駆けて提案・実証することを目的とした。産業界の要望に応えつつも、その中から学問的重要なエッセンスを抽出し集中研究を行うことにより、次世代複合材の品質保証・保守技術を確立することを目指したものである...

【キーワード】光ファイバセンサ / 複合材料 / 微視的損傷 / FBGセンサ / 逆解析 (他10件)

【概要】外径52μmの細径FBG(Fiber Bragg Grating)センサを炭素繊維強化プラスチック(CFRP)複合材料中に埋め込み、そのセンサからの反射光パワースペクトルの形状変化を調べることで、CFRP積層板内部に発生した微視的なクラックおよび層間剥離を検出可能になった。しかし、さらに位相スペクトルも測定して複素反射光スペクトルを求め、そこから逆解析で損傷発生位置を同定する試みについては、積層板...

【工学】総合工学：完全再利用型ロケット／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / 極低温 / 構造ヘルスモニタリング / 光ファイバ / FBGセンサ (他8件)

【概要】将来の宇宙輸送システムの一つとして、繰返し飛行が可能な完全再利用型ロケットが注目を集めており、その軽量化のために極低温推進剤タンクを複合材料で作製することが試みられている。ただし、複合材料の破壊のメカニズムは複雑であるため、その複合材料製タンクの健全性と信頼性を保証することが必要となる。そこで本研究では、複合材料製タンクに光ファイバセンサを組み込み、リアルタイムで健全性を監視できるヘルスモニタリン...

【工学】総合工学：潮流・海流発電／複合材料を含む研究件

【概要】本研究は潮流発電用複合材料製タービンブレードの実現を目標に、高せん断強度を持つ複合材料・構造の研究、複合材料ブレードのスマートストラクチャー化の研究、複合材料ブレードの成形技術の研究をすすめ、スケールモデルの評価試験を実施し、その結果から、日本近海への設置が検討されている潮流発電設備に適用可能な大型・実大タービンブレードを複合材料にて製造するための設計技術、製造技術について検討・評価し、その成立性...

【工学】総合工学：省エネルギー／複合材料を含む研究件

【キーワード】化学蓄熱 / ハイブリッド / 高温プロセス / 負荷平準化 / 排熱回収 (他18件)

【概要】酸化マグネシウム/水系を基とした化学蓄熱装置検討し高温プロセスシステムへのハイブリッド(複合)化を検討した。膨張化グラファイトと酸化マグネシウムを複合した化学蓄熱材を開発し熱天秤にて速度論的評価を行い、調製方法の最適化を進めた。材料を実用的なペレットに成形し、これを充填した化学蓄熱装置の性能を評価した。開発した蓄熱材料を有する化学蓄熱装置と高温プロセスとをハイブリッド化することでシステムの負荷平準...

【工学】総合工学：熱伝導率／複合材料を含む研究件

【概要】複合材料における界面の制御は、諸物性(力学、電気、熱等)の異方性発現に極めて重要である。筆者は、高分子複合材料の熱伝導の異方性と熱的界面に着目し、温度波を用いたミクロ界面の熱伝導性の測定にもとづき、力学場、電場、磁場による熱伝導超異方性材料の設計、開発の指針を得るとともに、ミクロスケールの界面の秩序性と熱伝導異方性との相関を明確にすることを目的とした。初年度は、外場印可のもとに界面の熱伝達を制御...

【キーワード】傾斜機能材料 / 熱物性 / フォトアコースティック法 / 温度伝導率 / 複合材料 (他7件)

【概要】本研究では、傾斜機能材料(FGM)の熱物性値評価装置の開発の開発を目標として,フォトアコースティック法とフォトサーマル法の原理による測定方法の検討を行った。研究成果は以下のようにまとめられる。 1.フォトアコースティック法の測定理論をFGM測定用に拡張し,多層膜における表面温度のAC応答成分の理論解を求めた。 2.得られた温度応答の解から,FGM内部の熱物性値がどのように分布しているかを計算する逆...

❏セラミックス-金属系多相材料の熱・弾塑性応答(微視力学的解析システムとその機能検証)(03452254)

【概要】前年度に具体化した主な項目は,1)微視力学モデルに基づく弾塑性構成式の定式化,2)熱・弾塑性応答の数値解析ソフトウェア作成,3)局部加熱方式動的熱変形試験装置の設計・製作,4)クリープ効果の基礎的検討である。当該年度では、まず始めに上記1)に基づく2)のソフトウェアを用いて、平板状のZr3_2-Ni系傾斜組成制御体に関する一連の熱応力解析を実施した。特に上記3)との関連から、Ni相の塑性挙動を無視...

【工学】総合工学：撥水／複合材料を含む研究件

【概要】様々な手法で3次元ネットワーク構造の微細な細孔を有するセラミックス多孔体を作製し、これに各種の低表面エネルギー液体を含浸することで、固体-液体バルク複合材料(SLBC)を作製し、液体の粘性、表面エネルギーなどの特性が、得られる材料の静的動的撥水性へ及ぼす影響を明らかにした。アルミナ多孔体を用いたSLBCでは水滴が転落する際はほとんど回転していないことが判った。またその上での水滴は、外部電界により...

【工学】総合工学：熱膨張／複合材料を含む研究件

【概要】負の熱膨張率を有するセラミック粒子（Zr2WP2O12とZr2MoP2O12）を合成し、ポリイミドと複合化することで熱膨張率が20 ppm/K以下のポリマー／セラミックス複合材を作製した。まず、Zr2MoP2O12の焼結体を作製し、その熱的機械的性質を明らかにした。次に、ポリマー／セラミックス複合材を作製した。ポリマーの前駆体とセラミック粒子の混合プロセス、ポリマーの重合プロセスを最適化することで...

【概要】ある種の繊維強化プラスチック(FRP)積層板では、特定の面内方向について熱膨張係数(CTE)をゼロまたは負とする積層構成が可能である。従来、この特異熱膨張挙動は、軸方向のCTEが本質的に負である炭素繊維(CF)やケブラー繊維(KF)を用いたFRPについてのみ報告されており、ガラス繊維強化プラスチック(GFRP)系では報告例が全くない。本研究では、安価な汎用GFRPでも同様の挙動が見いだされれば、そ...

【工学】総合工学：衝撃減衰／複合材料を含む研究件

【概要】CFRPラティス構造の衝撃減衰応答についての解析モデルの構築を目指し、ラティス構造特有のユニットセルを用いた、効率的な衝撃応答予測を可能とする数値解析モデルの開発を行った。材料の減衰以外の幾何学的効果による応答低減が達成される可能性を検証するために、ユニットセルの幾何形状を変化させた場合の解析を実施し、所望の周波数領域の衝撃減衰を向上さることが可能であることを解析的に示し、ラティス構造特有のストッ...

【工学】総合工学：衝撃損傷／複合材料を含む研究件

【概要】本研究課題では耐損傷性の問題から十分な軽量化にいたっていない複合材航空機構造を対象に、大幅な重量低減を目標とした検討を行った。具体的にはこれまで構築してきた階層型光ファイバ損傷検知システムを損傷検知・修復ハイブリッドシステムに発展させるとともに、独自の急速補修技術と融合させて構造に適用することで、設計許容ひずみレベルを向上させることを試みた。損傷検知・補修融合技術を適用することで初めて可能になる軽...

【概要】SHM技術との融合に向けた急速簡易補修技術の基礎的検討のため,パッチ補修部の引張試験を実施した.模擬損傷の位置,種類を変化させることで, SHM技術の有する損傷検知の不確定性が補修強度に与える影響を評価した.損傷情報にあいまいさがある場合の補修パッチサイズ決定指針を提案するとともに, SHM技術によって検知するべきパラメータは貫通損傷の有無および剥離の最大領域であることを示した. ...

【キーワード】複合材料 / 航空宇宙構造 / 構造ヘルスモニタリング / 監視システム / 光ファイバセンサ (他6件)

【概要】より軽量な先進複合材航空機構造を実現するためのキーテクノロジーである構造ヘルスモニタリング技術(構造健全性診断技術)の新たな概念として、「階層型光センシングネットワーク」を提案した。損傷検知に特化した分散デバイスと損傷情報の収集・伝達に特化した光ファイバセンサネットワークを階層的に組み合わせることで、光ファイバセンサを用いたこれまでのヘルスモニタリング技術の課題点である「補修性」「ロバスト性」「計...

【工学】総合工学：船舶構造／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / 船舶構造 / CFRP / 構造モニタリング / 成形モニタリング (他9件)

【概要】SESやハイドロフォイルなどの高速船において、高速化と経済性の両面から構造の軽量化が重要である。従来から、アルミ合金単板構造あるいはアルミ・ハニカムを心材とするサンドイッチ構造が高速船に利用されている。将来の船舶のより一層の高性能化のためには、比強度に優れた先進複合材料の適用が有効と考える。 CFRPを船舶構造に適用するためには、部材形状の大型化と成型コストの削減が重要である。既存の成型法では大型...

【工学】総合工学：材料加工・処理／複合材料を含む研究件

【概要】液中において黒鉛を剥離してグラフェンに変換するプロセスの開発を行った。従来の超音波法による剥離よりも、圧力ホモジナイザを利用した剥離法の方が、10倍以上の生産能力があることを実証した。NMP等の有機溶媒にpHをコントロールした水を混合したものが、剥離分散に最適な溶媒であることを見出した。また、黒鉛を改質することで、どの溶媒にも溶けるように分散する新技術を発見した。 ...

【工学】総合工学：材料工学／複合材料を含む研究件

【キーワード】金属基複合材料 / カーボンナノファイバー(CNF) / 金属被覆 / アルミ合金 / 浸透法 (他18件)

【概要】カーボンナノファイバー(CNF)強化複合材料を新東宝で作成するために、まずCNF表面への金属のコーティングを行った。その後コーティングしたCNFのプリフォームを用いて、濡れ性を測定した。さらにプリフォームを用いたアルミの浸透実験を行った。まずコーティングであるが、AlをCNF表面に触媒を用いてコーティングした結果、表面に約5-10nmの厚さで均一なAlのコーティング膜が形成されていた。分析の結果表...

【工学】総合工学：超音波スペクトラム顕微鏡／複合材料を含む研究件

【キーワード】層間靭性強化CFRP / 超音波反射率 / 弾性係数 / 逆問題 / 漏洩ラム波 (他9件)

【概要】昨年度は、T800H/3900-2と呼ばれるタイプの層間靭性強化CFRPの、各層間に形成される約30μmの極めて薄い層間樹脂層について、その片面を表出させて超音波反射率を測定することで、一般的な静的試験法では測定の困難な樹脂層の物性値を同定する手法を確立した。そこで本年度は、その同定を行う際に必要となる、樹脂層の基盤層であるCFRP層の弾性係数を、超音波反射率から同定する方法の確立を行った。まず...

【工学】総合工学：超音波顕微鏡／複合材料を含む研究件

❏構造・材料同時最適設計のための複合材料システムの微視的損傷発生・進展評価法の構築(06555291)

【概要】本研究では,耐熱高分子をマトリックスとする繊維強化複合材料の,最も基本的な積層構成である0°/90°層からなるクロスプライ(直交)積層板を用い,(1)90°層内の初期マトリックスクラック発生,(2)マルティプルマトリックスクラック発生,(3)マトリックスクラック端部からの層間剥離発生,の各段階におけるミクロの変形・破壊プロセスを.負荷装置を付加した光学顕微鏡(OM),走査型電子顕微鏡(SEM)およ...

【工学】総合工学：超音波反射率／複合材料を含む研究件

【キーワード】層間靭性強化CFRP / 超音波反射率 / 弾性係数 / 逆問題 / 漏洩ラム波 (他9件)

【概要】昨年度は、T800H/3900-2と呼ばれるタイプの層間靭性強化CFRPの、各層間に形成される約30μmの極めて薄い層間樹脂層について、その片面を表出させて超音波反射率を測定することで、一般的な静的試験法では測定の困難な樹脂層の物性値を同定する手法を確立した。そこで本年度は、その同定を行う際に必要となる、樹脂層の基盤層であるCFRP層の弾性係数を、超音波反射率から同定する方法の確立を行った。まず...

【工学】総合工学：CFRP ／複合材料を含む研究件

【概要】酸化・エッチングプロセス制御によって金属表面にナノ構造を創製し、炭素繊維強化熱可塑性プラスチック（CFRTP）積層板と金属の異種材料接合技術を確立することを目的とした。界面ナノ構造を有することで接合界面近傍の母材樹脂が脆性破壊から延性破壊に変化して破壊靭性が大幅に上昇することを明らかにした。き裂進展シミュレーションを実施した結果、ナノ構造を有するき裂進展は平面応力状態の破壊形態と類似していることが...

【キーワード】複合材料 / 構造キャパシタ / ３Ｄプリンタ / 自己センシング / CFRP (他16件)

【概要】高価な炭素繊維強化複合材料を一般構造に適用するため，構造以外の蓄電機能を持たせる構造キャパシタを開発する．本研究ではサンドイッチ構造のコア部分にキャパシタを内蔵するサンドイッチ構造キャパシタを提案した．フォームコアでは電解液の漏洩が発生するため，３Ｄプリンタで作成したスナップイン構造を用いることにした．スナップイン構造のコア内部に防水処理をしたキャパシタを設置することで蓄電機能目標を達成した．３点...

❏光ファイバライフサイクルモニタリング援用革新複合材構造の知的ものづくり科学の構築(26220912)

【キーワード】複合材料 / CFRP / 光ファイバセンサ / 成形プロセス / モニタリング (他9件)

【概要】光ファイバ温度・ひずみ同時計測技術を、炭素繊維強化プラスチック（CFRP）の新規成形プロセスに適用可能なレベルまで向上させ、CFRPの成形、加工、組立、運用に渡るライフサイクルモニタリング技術として提案し、CFRPの品質保証・保守技術としての有用性を実証した。まず、埋め込み光ファイバ援用CFRP成形中その場物性評価基盤技術を構築し、従来では不可能であった成形途中の物性値の時間的変化を測定し、実用的...

【工学】総合工学：監視システム／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / 航空宇宙構造 / 構造ヘルスモニタリング / 監視システム / 光ファイバセンサ (他6件)

【概要】より軽量な先進複合材航空機構造を実現するためのキーテクノロジーである構造ヘルスモニタリング技術(構造健全性診断技術)の新たな概念として、「階層型光センシングネットワーク」を提案した。損傷検知に特化した分散デバイスと損傷情報の収集・伝達に特化した光ファイバセンサネットワークを階層的に組み合わせることで、光ファイバセンサを用いたこれまでのヘルスモニタリング技術の課題点である「補修性」「ロバスト性」「計...

❏複合材構造の損傷許容設計実現のための光ファイバセンサ監視システム(18106014)

【研究期間】2006 - 2010

【キーワード】航空宇宙工学 / 複合材料・物性 / 光ファイバセンサ / モニタリング / 複合材料 (他8件)

【概要】本研究では、航空宇宙機複合材構造の損傷許容設計実現のための光ファイバセンサ監視システムを実用化するための基礎・基盤研究として、まず土台となる「損傷プロセスの観察と定式化」を進めた。また、「弾性波計測による監視システム」、「分布ひずみ計測による監視システム」両者の適用化に取り組むとともに、両者の特性を組み合わせることで、より信頼性と診断精度の高い監視システムを構築した。 ...

【工学】総合工学：PZT ／複合材料を含む研究件

【概要】昨年度に引き続き、1250℃レベルの高温焼成により作製した一方向整列アルミナリボン強化PZT厚膜について、少なくとも|d_<32>-d_<31>|=20pn/V程度の面内圧電異方性(d_<31>=-(85±5)pm/V、d_<32>=-(105±5)pm/V)が発現すること、また、この一方向強化ラミナによる[+45°/-45°]反対称斜向積層"...

【工学】総合工学：原子状酸素／複合材料を含む研究件

【概要】昨年までの原子状酸素照射実験の結果、試験片の質量損失は照射時間にほぼ比例することが分かった。また、試験片表面の温度が劣化に深くかかわっていることが分かった。これらの結果を踏まえて、今年度は、より原子状酸素の照射速度を高めるためDCアークジェットの改良型を試作した。これを、超高真空状態を実現可能なスペースチャンバ内に設置し、3種類の試験片(グラファイト、C/C、Si-CC)について照射実験を行った。...

【工学】総合工学：減衰性能／複合材料を含む研究件

【概要】CFRPラティス構造の衝撃減衰応答についての解析モデルの構築を目指し、ラティス構造特有のユニットセルを用いた、効率的な衝撃応答予測を可能とする数値解析モデルの開発を行った。材料の減衰以外の幾何学的効果による応答低減が達成される可能性を検証するために、ユニットセルの幾何形状を変化させた場合の解析を実施し、所望の周波数領域の衝撃減衰を向上さることが可能であることを解析的に示し、ラティス構造特有のストッ...

【工学】総合工学：ヘルスモニタリング／複合材料を含む研究件

【キーワード】光ファイバセンサ / 複合材料 / 複合構造 / ヘルスモニタリング / トランスバースクラック (他7件)

【概要】本研究では、複合材料積層板の内部に光ファイバセンサを埋込み、複合材料中に発生するき裂、とくにトランスバースクラックや層間剥離などを監視する知的複合材料クラック発生・進展モニタリングシステムを構築する試みを行った。埋込む光ファイバセンサとしては、、光ファイバブラックグレーティングセンサ(FBG)を用いた。被覆のある通常のFBGセンサに加え、被覆を除去して感度を良くしたFBGセンサも用いた。また、従来...

【概要】炭素繊維複合材料のプリプレグシートの間にZnS半導体粉末からなる無機EL粉末を接着剤で硬化させた層を挟み,成形することで,層間にEL発光層が形成され,炭素繊維を電極として層間に50Hz200V程度の交流電圧をかけることで発光させることが可能となる.CFRPにマトリックス割れなどの損傷が生じるとそこからの漏洩光で損傷を発見することができる.本研究ではこのEL素子を利用した自己発光式損傷検出知的複合材...

【工学】総合工学：カーボンナノチューブ／複合材料を含む研究件

【キーワード】カーボンナノチューブ / 強度特性 / CVD法 / 強度発現メカニズム / 分子間力 (他14件)

【概要】本研究では高強度無撚CNT糸の創製を目的とし，これまでにCNTの合成条件検討やCNT紡績糸作製条件の最適化，ポリマー含浸（PAA/DMSO処理）による無撚CNT糸の高強度化を行い，無撚CNT糸の機械的特性の向上を検討した．また，薄層・細径なCNTを原料として，基板法から得られるCNT紡績糸の強度ならびに湿式紡績手法により作製されたCNT 糸の各種物性値評価及び高強度化のための処理条件検討を行った．...

【概要】航空機の複合材構造において、雷撃時の構造安全性を担保することは必須である。そこで本研究では、力学特性、耐熱性、成形性等を維持しつつ、導電性を制御可能な航空機構造用CFRPの創出と雷撃損傷挙動の解明を目的とした。その結果、ポリアニリン（PANI）系導電性樹脂および配向カーボンナノチューブ（CNT）を適用することでCFRPの導電性制御を実現できることを実証した。また、導電性を制御したCFRPに対して模...

【キーワード】カーボンナノチューブ / 黒鉛化処理 / ポリマー複合 / 分子動力学 / 強度評価 (他15件)

【概要】本研究ではCNT単体の優れた機械的特性が十分に発揮された革新的高強度CNT糸の創製を目的とし，乾式紡績法で作製した無撚CNT糸の高強度化を行った．糸を構成するCNT単体の強度評価および分子動力学解析によるCNT間相互作用力の評価によって，CNT糸の高強度化にはCNT単体の高強度化とCNT間の荷重伝達効率の向上が必要であることを明らかにした．また，それに基づいて黒鉛化処理によるCNTの高純度化，CN...

【工学】総合工学：破壊／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / 構造キャパシタ / ３Ｄプリンタ / 自己センシング / CFRP (他16件)

【概要】高価な炭素繊維強化複合材料を一般構造に適用するため，構造以外の蓄電機能を持たせる構造キャパシタを開発する．本研究ではサンドイッチ構造のコア部分にキャパシタを内蔵するサンドイッチ構造キャパシタを提案した．フォームコアでは電解液の漏洩が発生するため，３Ｄプリンタで作成したスナップイン構造を用いることにした．スナップイン構造のコア内部に防水処理をしたキャパシタを設置することで蓄電機能目標を達成した．３点...

【概要】炭素繊維強化プラスチック積層板の強化繊維の炭素繊維をそのままセンサとして用いる自己損傷検知手法に熱変形の前後で電気抵抗を測定して差異を統計的に判定する手法を提案している.ジュール発熱を利用し,冷却過程でブロックごとの電気抵抗を測定し,電気抵抗変化の統計的関係の変化から,周囲との差異を検出する.この手法を衝撃荷重後の損傷,初期欠陥に適用し,実験的に検証した.また,電極損傷時にも有効に損傷の有無を検知...

【概要】本研究では水環境下におけるGFRPの耐久性の評価ならびに寿命の予測法を提案した.平織Eガラスクロスを強化繊維に,ビニルエステル樹脂を母材に用いてGFRPを作成し,純水中および大気中において定荷重引張試験を行った.GFRP は純水中にてのみ破断し,荷重および試験温度の上昇とともに破断時間は短くなった.また試験中のGFRPに蓄積されるエネルギおよび劣化による破壊基準の低下を考慮して破断時間を予測し,実...

【工学】総合工学：破壊力学／複合材料を含む研究件

【キーワード】階層型ニューラルネットワーク / 計算力学 / 破壊力学 / 傾斜機能材料 / 複合材料 (他11件)

【概要】非均質構造材料には、多様な要求に応えるために複数の素材を積層化、分散化、傾斜機能化によって組み合わせたいわゆる複合材と、均質構造材料を接着・接合・溶接した構造が含まれる。均質材と比較すると、これらに共通する特徴として、構成素材の物性値の差、混合比率、混合法が材料のマクロ性能(剛性、破壊強度、継ぎ手効率、振動特性、熱、電気特性など)を決定する制御パラメータとして加わることが挙げられる。このために、設...

【工学】総合工学：層間はく離／複合材料を含む研究件

【概要】炭素繊維強化プラスチック積層板の強化繊維の炭素繊維をそのままセンサとして用いる自己損傷検知手法に熱変形の前後で電気抵抗を測定して差異を統計的に判定する手法を提案している.ジュール発熱を利用し,冷却過程でブロックごとの電気抵抗を測定し,電気抵抗変化の統計的関係の変化から,周囲との差異を検出する.この手法を衝撃荷重後の損傷,初期欠陥に適用し,実験的に検証した.また,電極損傷時にも有効に損傷の有無を検知...

【概要】CFRP積層板は層間強度が弱く,工具落下など面外からの弱い衝撃でも容易に層間にはく離が発生し,構造物の圧縮強度・圧縮剛性の大幅な低下を招く.そこで,層間はく離の検出は構造安全性保証の観点から非常に重要となる.このため,CFRP積層構造では稼働中もしくは保守点検時に非破壊的,自動的に容易に層間はく離を検出できる知的構造が望まれている.本研究では,強化繊維の炭素繊維をセンサとして使用する電気ポテンシャ...

【概要】航空宇宙分野で利用される複合材料の積層構造において、荷重を受ける曲面部は接手や補強材など多く存在する。特に、厳しい熱環境に曝される宇宙往還機への局所的利用が予想される炭素繊維強化炭素(C/C)複合材料では、主構造への取付部においてこうした構造要素は不可欠であり、その強度特性の把握は超耐熱構造システム実現のための重要な技術課題である。本研究では、この様な視点に立ってまず積層曲面板の解析に適した有限要...

【工学】総合工学：層間靭性強化CFRP ／複合材料を含む研究件

【キーワード】層間靭性強化CFRP / 超音波反射率 / 弾性係数 / 逆問題 / 漏洩ラム波 (他9件)

【概要】昨年度は、T800H/3900-2と呼ばれるタイプの層間靭性強化CFRPの、各層間に形成される約30μmの極めて薄い層間樹脂層について、その片面を表出させて超音波反射率を測定することで、一般的な静的試験法では測定の困難な樹脂層の物性値を同定する手法を確立した。そこで本年度は、その同定を行う際に必要となる、樹脂層の基盤層であるCFRP層の弾性係数を、超音波反射率から同定する方法の確立を行った。まず...

【工学】総合工学：層間剥離／複合材料を含む研究件

【概要】繊維強化複合材料積層板では,一般に板厚方向には繊維が配向されていないため,層間の剥離が生じ易い.耐熱材料を兼ねる積層板構造の場合,この層間剥離の存在は積層板内の板厚方向の熱伝導を妨げ,局所的な熱集中による予想外の熱変形や強度低下を招く恐れがある.本研究はこの点を念頭に置き,層間剥離を有する積層板の熱変形挙動を調べることを目的とした. 最初に,熱荷重による積層板の挙動を材料の等方性を仮定して理論的に...

❏構造・材料同時最適設計のための複合材料システムの微視的損傷発生・進展評価法の構築(06555291)

【概要】本研究では,耐熱高分子をマトリックスとする繊維強化複合材料の,最も基本的な積層構成である0°/90°層からなるクロスプライ(直交)積層板を用い,(1)90°層内の初期マトリックスクラック発生,(2)マルティプルマトリックスクラック発生,(3)マトリックスクラック端部からの層間剥離発生,の各段階におけるミクロの変形・破壊プロセスを.負荷装置を付加した光学顕微鏡(OM),走査型電子顕微鏡(SEM)およ...

【工学】総合工学：層間変形／複合材料を含む研究件

❏構造・材料同時最適設計のための複合材料システムの微視的損傷発生・進展評価法の構築(06555291)

【概要】本研究では,耐熱高分子をマトリックスとする繊維強化複合材料の,最も基本的な積層構成である0°/90°層からなるクロスプライ(直交)積層板を用い,(1)90°層内の初期マトリックスクラック発生,(2)マルティプルマトリックスクラック発生,(3)マトリックスクラック端部からの層間剥離発生,の各段階におけるミクロの変形・破壊プロセスを.負荷装置を付加した光学顕微鏡(OM),走査型電子顕微鏡(SEM)およ...

【工学】総合工学：層間靱性強化CFRP ／複合材料を含む研究件

【キーワード】層間靭性強化CFRP / 超音波反射率 / 弾性係数 / 逆問題 / 漏洩ラム波 (他9件)

【概要】昨年度は、T800H/3900-2と呼ばれるタイプの層間靭性強化CFRPの、各層間に形成される約30μmの極めて薄い層間樹脂層について、その片面を表出させて超音波反射率を測定することで、一般的な静的試験法では測定の困難な樹脂層の物性値を同定する手法を確立した。そこで本年度は、その同定を行う際に必要となる、樹脂層の基盤層であるCFRP層の弾性係数を、超音波反射率から同定する方法の確立を行った。まず...

【工学】総合工学：補修／複合材料を含む研究件

【概要】本研究課題では耐損傷性の問題から十分な軽量化にいたっていない複合材航空機構造を対象に、大幅な重量低減を目標とした検討を行った。具体的にはこれまで構築してきた階層型光ファイバ損傷検知システムを損傷検知・修復ハイブリッドシステムに発展させるとともに、独自の急速補修技術と融合させて構造に適用することで、設計許容ひずみレベルを向上させることを試みた。損傷検知・補修融合技術を適用することで初めて可能になる軽...

【概要】SHM技術との融合に向けた急速簡易補修技術の基礎的検討のため,パッチ補修部の引張試験を実施した.模擬損傷の位置,種類を変化させることで, SHM技術の有する損傷検知の不確定性が補修強度に与える影響を評価した.損傷情報にあいまいさがある場合の補修パッチサイズ決定指針を提案するとともに, SHM技術によって検知するべきパラメータは貫通損傷の有無および剥離の最大領域であることを示した. ...

【工学】総合工学：伸張成形／複合材料を含む研究件

❏複合材構造ボルトレス化に向けた接着接合部繊維強化型クラックアレスタ技術基盤の構築(17H03475)

【概要】本研究では、複合材構造のボルトレス化を実現するための、独自の繊維強化型クラックアレスタ技術基盤を構築した。各種亀裂進展試験および有限要素解析を用いることで、亀裂停止効果を最大化させるアレスタ構成を検討し、疲労接着剥がれおよびTジョイントの剥離を抑制できることを実証した。また、層端部の応力集中を抑制するPly curving terminationを考案し、基礎的な検討により有効性を確認した。 ...

【工学】総合工学：引張強度／複合材料を含む研究件

【キーワード】カーボンナノチューブ / 強度特性 / CVD法 / 強度発現メカニズム / 分子間力 (他14件)

【概要】本研究では高強度無撚CNT糸の創製を目的とし，これまでにCNTの合成条件検討やCNT紡績糸作製条件の最適化，ポリマー含浸（PAA/DMSO処理）による無撚CNT糸の高強度化を行い，無撚CNT糸の機械的特性の向上を検討した．また，薄層・細径なCNTを原料として，基板法から得られるCNT紡績糸の強度ならびに湿式紡績手法により作製されたCNT 糸の各種物性値評価及び高強度化のための処理条件検討を行った．...

【概要】炭素繊維や液晶高分子繊維などの高強度・高弾性率繊維は引張強度に比べて圧縮強度が低く,このことが優れた引張特性を複合材料において最大限に活用する上での支障となっている。本研究では,これらの繊維の単繊維軸方向圧縮強度やフィブリル間せん断強度の測定方法を開発した。さらに,この方法を用いて測定した圧縮強度と小角X線散乱等を用いて解析した構造の関係を検討し,これらの繊維及び複合材料の圧縮破壊メカニズムを明ら...

【工学】総合工学：剥離／複合材料を含む研究件

❏複合材構造ボルトレス化に向けた接着接合部繊維強化型クラックアレスタ技術基盤の構築(17H03475)

【概要】本研究では、複合材構造のボルトレス化を実現するための、独自の繊維強化型クラックアレスタ技術基盤を構築した。各種亀裂進展試験および有限要素解析を用いることで、亀裂停止効果を最大化させるアレスタ構成を検討し、疲労接着剥がれおよびTジョイントの剥離を抑制できることを実証した。また、層端部の応力集中を抑制するPly curving terminationを考案し、基礎的な検討により有効性を確認した。 ...

【概要】液中において黒鉛を剥離してグラフェンに変換するプロセスの開発を行った。従来の超音波法による剥離よりも、圧力ホモジナイザを利用した剥離法の方が、10倍以上の生産能力があることを実証した。NMP等の有機溶媒にpHをコントロールした水を混合したものが、剥離分散に最適な溶媒であることを見出した。また、黒鉛を改質することで、どの溶媒にも溶けるように分散する新技術を発見した。 ...

【工学】総合工学：剥離損傷／複合材料を含む研究件

【概要】本研究課題では耐損傷性の問題から十分な軽量化にいたっていない複合材航空機構造を対象に、大幅な重量低減を目標とした検討を行った。具体的にはこれまで構築してきた階層型光ファイバ損傷検知システムを損傷検知・修復ハイブリッドシステムに発展させるとともに、独自の急速補修技術と融合させて構造に適用することで、設計許容ひずみレベルを向上させることを試みた。損傷検知・補修融合技術を適用することで初めて可能になる軽...

【工学】総合工学：低コステ成形型法／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / 船舶構造 / CFRP / 構造モニタリング / 成形モニタリング (他9件)

【概要】SESやハイドロフォイルなどの高速船において、高速化と経済性の両面から構造の軽量化が重要である。従来から、アルミ合金単板構造あるいはアルミ・ハニカムを心材とするサンドイッチ構造が高速船に利用されている。将来の船舶のより一層の高性能化のためには、比強度に優れた先進複合材料の適用が有効と考える。 CFRPを船舶構造に適用するためには、部材形状の大型化と成型コストの削減が重要である。既存の成型法では大型...

【工学】総合工学：低コスト成型法／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / 船舶構造 / CFRP / 構造モニタリング / 成形モニタリング (他9件)

【概要】SESやハイドロフォイルなどの高速船において、高速化と経済性の両面から構造の軽量化が重要である。従来から、アルミ合金単板構造あるいはアルミ・ハニカムを心材とするサンドイッチ構造が高速船に利用されている。将来の船舶のより一層の高性能化のためには、比強度に優れた先進複合材料の適用が有効と考える。 CFRPを船舶構造に適用するためには、部材形状の大型化と成型コストの削減が重要である。既存の成型法では大型...

【工学】総合工学：宇宙構造物／複合材料を含む研究件

【キーワード】宇宙構造物 / パッシングコントロ-ル / アクティブコントロ-ル / シェル / 複合材料 (他9件)

【概要】本年度は以下の研究を行った。 (1)ケ-ブルのアクティブコントロ-ルケ-ブルの張力制御によるアクティブスティフネスコントロ-ルを理論的に、また実験的に検討し,その有効性を確認した。さらに、ケ-ブル系構造物に適用した際の問題点をシミュレ-ションにより明らかにした。 (2)マルティプルダンパ-性能評価従来の同調質量減衰器(TMD)を拡張し、その固有振動数を構造物の固有振動数まわりに分布させたマルテ...

【工学】総合工学：ポリアニリン／複合材料を含む研究件

【概要】航空機の複合材構造において、雷撃時の構造安全性を担保することは必須である。そこで本研究では、力学特性、耐熱性、成形性等を維持しつつ、導電性を制御可能な航空機構造用CFRPの創出と雷撃損傷挙動の解明を目的とした。その結果、ポリアニリン（PANI）系導電性樹脂および配向カーボンナノチューブ（CNT）を適用することでCFRPの導電性制御を実現できることを実証した。また、導電性を制御したCFRPに対して模...

【工学】総合工学：薄膜／複合材料を含む研究件

【キーワード】層間靭性強化CFRP / 超音波反射率 / 弾性係数 / 逆問題 / 漏洩ラム波 (他9件)

【概要】昨年度は、T800H/3900-2と呼ばれるタイプの層間靭性強化CFRPの、各層間に形成される約30μmの極めて薄い層間樹脂層について、その片面を表出させて超音波反射率を測定することで、一般的な静的試験法では測定の困難な樹脂層の物性値を同定する手法を確立した。そこで本年度は、その同定を行う際に必要となる、樹脂層の基盤層であるCFRP層の弾性係数を、超音波反射率から同定する方法の確立を行った。まず...

【工学】総合工学：宇宙輸送機／複合材料を含む研究件

【キーワード】構造・材料 / 極低温燃料タンク / 複合材料 / 構造・機能材料 / 宇宙輸送機 (他7件)

【概要】宇宙輸送機用極低温燃料タンクへの炭素繊維複合材料(CFRP)の適用性評価を目的として、タンク構造に作用する荷重(引張及び面外荷重)を想定した繰返し荷重下におけるCFRP内の累積損傷挙動把握と燃料漏洩量との関連を実験的に調査した。微視的損傷などの発生・累積挙動を把握すると共に、致命的な燃料漏洩が生じる閾値を見出し、CFRPタンクが健全に製造されれば、ある程度の荷重や繰り返し数までは、安全性を保てるこ...

【工学】総合工学：振動・衝撃／複合材料を含む研究件

【概要】CFRPラティス構造の衝撃減衰応答についての解析モデルの構築を目指し、ラティス構造特有のユニットセルを用いた、効率的な衝撃応答予測を可能とする数値解析モデルの開発を行った。材料の減衰以外の幾何学的効果による応答低減が達成される可能性を検証するために、ユニットセルの幾何形状を変化させた場合の解析を実施し、所望の周波数領域の衝撃減衰を向上さることが可能であることを解析的に示し、ラティス構造特有のストッ...

【工学】総合工学：振動制御／複合材料を含む研究件

【キーワード】宇宙構造物 / パッシングコントロ-ル / アクティブコントロ-ル / シェル / 複合材料 (他9件)

【概要】本年度は以下の研究を行った。 (1)ケ-ブルのアクティブコントロ-ルケ-ブルの張力制御によるアクティブスティフネスコントロ-ルを理論的に、また実験的に検討し,その有効性を確認した。さらに、ケ-ブル系構造物に適用した際の問題点をシミュレ-ションにより明らかにした。 (2)マルティプルダンパ-性能評価従来の同調質量減衰器(TMD)を拡張し、その固有振動数を構造物の固有振動数まわりに分布させたマルテ...

【工学】総合工学：機械材料・材料力学／複合材料を含む研究件

【概要】航空機の複合材構造において、雷撃時の構造安全性を担保することは必須である。そこで本研究では、力学特性、耐熱性、成形性等を維持しつつ、導電性を制御可能な航空機構造用CFRPの創出と雷撃損傷挙動の解明を目的とした。その結果、ポリアニリン（PANI）系導電性樹脂および配向カーボンナノチューブ（CNT）を適用することでCFRPの導電性制御を実現できることを実証した。また、導電性を制御したCFRPに対して模...

【キーワード】カーボンナノチューブ / 黒鉛化処理 / ポリマー複合 / 分子動力学 / 強度評価 (他15件)

【概要】本研究ではCNT単体の優れた機械的特性が十分に発揮された革新的高強度CNT糸の創製を目的とし，乾式紡績法で作製した無撚CNT糸の高強度化を行った．糸を構成するCNT単体の強度評価および分子動力学解析によるCNT間相互作用力の評価によって，CNT糸の高強度化にはCNT単体の高強度化とCNT間の荷重伝達効率の向上が必要であることを明らかにした．また，それに基づいて黒鉛化処理によるCNTの高純度化，CN...

【工学】総合工学：損傷／複合材料を含む研究件

【概要】航空機の複合材構造において、雷撃時の構造安全性を担保することは必須である。そこで本研究では、力学特性、耐熱性、成形性等を維持しつつ、導電性を制御可能な航空機構造用CFRPの創出と雷撃損傷挙動の解明を目的とした。その結果、ポリアニリン（PANI）系導電性樹脂および配向カーボンナノチューブ（CNT）を適用することでCFRPの導電性制御を実現できることを実証した。また、導電性を制御したCFRPに対して模...

【概要】炭素繊維強化プラスチック積層板の強化繊維の炭素繊維をそのままセンサとして用いる自己損傷検知手法に熱変形の前後で電気抵抗を測定して差異を統計的に判定する手法を提案している.ジュール発熱を利用し,冷却過程でブロックごとの電気抵抗を測定し,電気抵抗変化の統計的関係の変化から,周囲との差異を検出する.この手法を衝撃荷重後の損傷,初期欠陥に適用し,実験的に検証した.また,電極損傷時にも有効に損傷の有無を検知...

❏自己センシングCFRP構造システムの耐久性評価(19560074)

【キーワード】CFRP / 電気抵抗 / めっき / 複合材料 / 損傷

【概要】炭素繊維強化複合材料(CFRP)のはく離損傷は目視検査困難であり, CFRP構造の信頼性確保のために炭素繊維の導電性を利用した電気抵抗変化法による損傷モニタリングが研究されている. この方法には, CFRP構造に電極を設置する必要があり, 電極の信頼性がモニタリングシステムの信頼性に直結する. 本研究では, さまざまな電極を検討し, 長期繰り返し負荷試験を実施して, 信頼性の高い電極を用いた電気抵...

【工学】総合工学：損傷位置同定／複合材料を含む研究件

【キーワード】光ファイバセンサ / 複合材料 / 微視的損傷 / FBGセンサ / 逆解析 (他10件)

【概要】外径52μmの細径FBG(Fiber Bragg Grating)センサを炭素繊維強化プラスチック(CFRP)複合材料中に埋め込み、そのセンサからの反射光パワースペクトルの形状変化を調べることで、CFRP積層板内部に発生した微視的なクラックおよび層間剥離を検出可能になった。しかし、さらに位相スペクトルも測定して複素反射光スペクトルを求め、そこから逆解析で損傷発生位置を同定する試みについては、積層板...

【工学】総合工学：損傷解析／複合材料を含む研究件

【概要】航空機の複合材構造において、雷撃時の構造安全性を担保することは必須である。そこで本研究では、力学特性、耐熱性、成形性等を維持しつつ、導電性を制御可能な航空機構造用CFRPの創出と雷撃損傷挙動の解明を目的とした。その結果、ポリアニリン（PANI）系導電性樹脂および配向カーボンナノチューブ（CNT）を適用することでCFRPの導電性制御を実現できることを実証した。また、導電性を制御したCFRPに対して模...

【工学】総合工学：損傷許容性／複合材料を含む研究件

❏複合材構造ボルトレス化に向けた接着接合部繊維強化型クラックアレスタ技術基盤の構築(17H03475)

【概要】本研究では、複合材構造のボルトレス化を実現するための、独自の繊維強化型クラックアレスタ技術基盤を構築した。各種亀裂進展試験および有限要素解析を用いることで、亀裂停止効果を最大化させるアレスタ構成を検討し、疲労接着剥がれおよびTジョイントの剥離を抑制できることを実証した。また、層端部の応力集中を抑制するPly curving terminationを考案し、基礎的な検討により有効性を確認した。 ...

【概要】本研究課題では耐損傷性の問題から十分な軽量化にいたっていない複合材航空機構造を対象に、大幅な重量低減を目標とした検討を行った。具体的にはこれまで構築してきた階層型光ファイバ損傷検知システムを損傷検知・修復ハイブリッドシステムに発展させるとともに、独自の急速補修技術と融合させて構造に適用することで、設計許容ひずみレベルを向上させることを試みた。損傷検知・補修融合技術を適用することで初めて可能になる軽...

【工学】総合工学：損傷許容設計／複合材料を含む研究件

【概要】本研究課題では耐損傷性の問題から十分な軽量化にいたっていない複合材航空機構造を対象に、大幅な重量低減を目標とした検討を行った。具体的にはこれまで構築してきた階層型光ファイバ損傷検知システムを損傷検知・修復ハイブリッドシステムに発展させるとともに、独自の急速補修技術と融合させて構造に適用することで、設計許容ひずみレベルを向上させることを試みた。損傷検知・補修融合技術を適用することで初めて可能になる軽...

❏複合材構造の損傷許容設計実現のための光ファイバセンサ監視システム(18106014)

【研究期間】2006 - 2010

【キーワード】航空宇宙工学 / 複合材料・物性 / 光ファイバセンサ / モニタリング / 複合材料 (他8件)

【概要】本研究では、航空宇宙機複合材構造の損傷許容設計実現のための光ファイバセンサ監視システムを実用化するための基礎・基盤研究として、まず土台となる「損傷プロセスの観察と定式化」を進めた。また、「弾性波計測による監視システム」、「分布ひずみ計測による監視システム」両者の適用化に取り組むとともに、両者の特性を組み合わせることで、より信頼性と診断精度の高い監視システムを構築した。 ...

【工学】総合工学：損傷検知／複合材料を含む研究件

【概要】本研究課題では耐損傷性の問題から十分な軽量化にいたっていない複合材航空機構造を対象に、大幅な重量低減を目標とした検討を行った。具体的にはこれまで構築してきた階層型光ファイバ損傷検知システムを損傷検知・修復ハイブリッドシステムに発展させるとともに、独自の急速補修技術と融合させて構造に適用することで、設計許容ひずみレベルを向上させることを試みた。損傷検知・補修融合技術を適用することで初めて可能になる軽...

【概要】炭素繊維強化プラスチック積層板の強化繊維の炭素繊維をそのままセンサとして用いる自己損傷検知手法に熱変形の前後で電気抵抗を測定して差異を統計的に判定する手法を提案している.ジュール発熱を利用し,冷却過程でブロックごとの電気抵抗を測定し,電気抵抗変化の統計的関係の変化から,周囲との差異を検出する.この手法を衝撃荷重後の損傷,初期欠陥に適用し,実験的に検証した.また,電極損傷時にも有効に損傷の有無を検知...

【キーワード】光ファイバセンサ / 複合材料 / 複合構造 / ヘルスモニタリング / トランスバースクラック (他7件)

【概要】本研究では、複合材料積層板の内部に光ファイバセンサを埋込み、複合材料中に発生するき裂、とくにトランスバースクラックや層間剥離などを監視する知的複合材料クラック発生・進展モニタリングシステムを構築する試みを行った。埋込む光ファイバセンサとしては、、光ファイバブラックグレーティングセンサ(FBG)を用いた。被覆のある通常のFBGセンサに加え、被覆を除去して感度を良くしたFBGセンサも用いた。また、従来...

【工学】総合工学：損傷修復／複合材料を含む研究件

【概要】本研究課題では耐損傷性の問題から十分な軽量化にいたっていない複合材航空機構造を対象に、大幅な重量低減を目標とした検討を行った。具体的にはこれまで構築してきた階層型光ファイバ損傷検知システムを損傷検知・修復ハイブリッドシステムに発展させるとともに、独自の急速補修技術と融合させて構造に適用することで、設計許容ひずみレベルを向上させることを試みた。損傷検知・補修融合技術を適用することで初めて可能になる軽...

【工学】総合工学：光ファイバー／複合材料を含む研究件

【概要】本研究課題では耐損傷性の問題から十分な軽量化にいたっていない複合材航空機構造を対象に、大幅な重量低減を目標とした検討を行った。具体的にはこれまで構築してきた階層型光ファイバ損傷検知システムを損傷検知・修復ハイブリッドシステムに発展させるとともに、独自の急速補修技術と融合させて構造に適用することで、設計許容ひずみレベルを向上させることを試みた。損傷検知・補修融合技術を適用することで初めて可能になる軽...

【キーワード】複合材料 / 極低温 / 構造ヘルスモニタリング / 光ファイバ / FBGセンサ (他8件)

【概要】将来の宇宙輸送システムの一つとして、繰返し飛行が可能な完全再利用型ロケットが注目を集めており、その軽量化のために極低温推進剤タンクを複合材料で作製することが試みられている。ただし、複合材料の破壊のメカニズムは複雑であるため、その複合材料製タンクの健全性と信頼性を保証することが必要となる。そこで本研究では、複合材料製タンクに光ファイバセンサを組み込み、リアルタイムで健全性を監視できるヘルスモニタリン...

【概要】耐食FRPの化学的な腐食劣化に対し,光ファイバを利用したオンラインモニタリングにより非破壊で定量的評価を行うことを目的に研究を行った.まず,耐食FRP用マトリックス樹脂として使用されているイソフタル酸系不飽和ポリエステル樹脂を水酸化ナトリウム水溶液中に浸せきし,腐食挙動を観察したところ,表面から変色層を形成しながら腐食が内部に進行するタイプの腐食層形成型腐食であることが明らかになった.変色層はアル...

【工学】総合工学：光ファイバーセンサー／複合材料を含む研究件

❏光ファイバライフサイクルモニタリングによる低コスト高信頼性複合材品質保証保守技術(26249129)

【概要】本研究では熱可塑・低圧成形複合材料および接着接合技術の低コスト・高機能性と光ファイバライフサイクルモニタリングによる高信頼化技術を融合させることにより実現可能となる、革新知的複合材構造コンセプトを世界に先駆けて提案・実証することを目的とした。産業界の要望に応えつつも、その中から学問的重要なエッセンスを抽出し集中研究を行うことにより、次世代複合材の品質保証・保守技術を確立することを目指したものである...

❏光ファイバライフサイクルモニタリング援用革新複合材構造の知的ものづくり科学の構築(26220912)

【キーワード】複合材料 / CFRP / 光ファイバセンサ / 成形プロセス / モニタリング (他9件)

【概要】光ファイバ温度・ひずみ同時計測技術を、炭素繊維強化プラスチック（CFRP）の新規成形プロセスに適用可能なレベルまで向上させ、CFRPの成形、加工、組立、運用に渡るライフサイクルモニタリング技術として提案し、CFRPの品質保証・保守技術としての有用性を実証した。まず、埋め込み光ファイバ援用CFRP成形中その場物性評価基盤技術を構築し、従来では不可能であった成形途中の物性値の時間的変化を測定し、実用的...

【キーワード】複合材料 / 航空宇宙構造 / 構造ヘルスモニタリング / 監視システム / 光ファイバセンサ (他6件)

【概要】より軽量な先進複合材航空機構造を実現するためのキーテクノロジーである構造ヘルスモニタリング技術(構造健全性診断技術)の新たな概念として、「階層型光センシングネットワーク」を提案した。損傷検知に特化した分散デバイスと損傷情報の収集・伝達に特化した光ファイバセンサネットワークを階層的に組み合わせることで、光ファイバセンサを用いたこれまでのヘルスモニタリング技術の課題点である「補修性」「ロバスト性」「計...

【工学】総合工学：マイクロ波／複合材料を含む研究件

❏B-H系錯体水素化物の機能設計マップ -基礎物性からエネルギー関連機能への展開-(18206073)

【概要】B(ホウ素)-H(水素)系錯体水素化物でのエネルギー関連機能や基礎物性などに関わる研究を実施した。「高密度水素貯蔵機能」に加えて、構造相転移に伴う「マイクロ波吸収(自己発熱)機能」やその要因となる「リチウム超イオン伝導機能」などを見出した。これらの革新的機能は、「水素貯蔵技術とマイクロ波利用技術との融合研究」や「新たなリチウムイオン電池用固体電解質の開発研究」など、多様なエネルギー応用の観点から極...

【工学】総合工学：多孔質／複合材料を含む研究件

【キーワード】バイオマテリアル / ポーラスチタン / 骨折部内固定材 / リン酸カルシウム / 複合材料 (他14件)

【概要】3年間の研究期間を通じて,放電プラズマ焼結法(SPS法)によって,ポーラスメタルの空孔内にβ-TCP(リン酸三カルシウム)などの生分解性リン酸カルシウム系セラミックスを充てんした複合材料(ハイブリッドバイオマテリアル)を開発した.計画1年目は,市販のチタンビーズと市販セラミックス試薬を用いてポーラスTiとリン酸カルシウムからなる複合材を作製した.作成にはSPS法を用いた.作製した試料を用いて,圧縮...

【工学】総合工学：き裂／複合材料を含む研究件

❏構造・材料同時最適設計のための複合材料システムの微視的損傷発生・進展評価法の構築(06555291)

【概要】本研究では,耐熱高分子をマトリックスとする繊維強化複合材料の,最も基本的な積層構成である0°/90°層からなるクロスプライ(直交)積層板を用い,(1)90°層内の初期マトリックスクラック発生,(2)マルティプルマトリックスクラック発生,(3)マトリックスクラック端部からの層間剥離発生,の各段階におけるミクロの変形・破壊プロセスを.負荷装置を付加した光学顕微鏡(OM),走査型電子顕微鏡(SEM)およ...

【工学】総合工学：鉄鋼材料／複合材料を含む研究件

【キーワード】超強加工 / 超微細粒鉄鋼材料 / 複合材料 / カーボンナノチューブ / 押出し加工 (他27件)

【概要】本研究では、1パス超強加工として、1パスで90%以上の圧下を与えることができる、ガラスを潤滑材とした押出しに着目する。1パス超強加工である押出しによるスーパーファイン機能創成の研究は過去に無い。スーパーファイン機能とは、構造材料については高い機械的特性を意味する。強度、伸び、じん性などの機械的特性は内部構造敏感な性質である。そこで、スーパーファインな内部構造を、超強加工を利用して一発創成し、機械的...

【工学】総合工学：マグネシウム／複合材料を含む研究件

【概要】Mg合金は,金属の中で最も軽量で高い比強度を有するが,常温成形性と耐食性が乏しい.本研究では,薄いAlフォイルでMg合金を包んだクラッド板の製造を検討し,Mg/Alクラッド板を300℃で圧延接合を試み,以下の知見を得た.Mg板とAlフォイルは,圧下率が30%で接着することが可能である.次に,パスごとに300℃で焼鈍を施すと,常温成形性は著しく改良された.さらにMg板とAlフォイルの間にTiフォイル...

【工学】総合工学：FBGセンサー／複合材料を含む研究件

【概要】本研究は潮流発電用複合材料製タービンブレードの実現を目標に、高せん断強度を持つ複合材料・構造の研究、複合材料ブレードのスマートストラクチャー化の研究、複合材料ブレードの成形技術の研究をすすめ、スケールモデルの評価試験を実施し、その結果から、日本近海への設置が検討されている潮流発電設備に適用可能な大型・実大タービンブレードを複合材料にて製造するための設計技術、製造技術について検討・評価し、その成立性...

【キーワード】複合材料 / 極低温 / 構造ヘルスモニタリング / 光ファイバ / FBGセンサ (他8件)

【概要】将来の宇宙輸送システムの一つとして、繰返し飛行が可能な完全再利用型ロケットが注目を集めており、その軽量化のために極低温推進剤タンクを複合材料で作製することが試みられている。ただし、複合材料の破壊のメカニズムは複雑であるため、その複合材料製タンクの健全性と信頼性を保証することが必要となる。そこで本研究では、複合材料製タンクに光ファイバセンサを組み込み、リアルタイムで健全性を監視できるヘルスモニタリン...

【キーワード】光ファイバセンサ / 複合材料 / 微視的損傷 / FBGセンサ / 逆解析 (他10件)

【概要】外径52μmの細径FBG(Fiber Bragg Grating)センサを炭素繊維強化プラスチック(CFRP)複合材料中に埋め込み、そのセンサからの反射光パワースペクトルの形状変化を調べることで、CFRP積層板内部に発生した微視的なクラックおよび層間剥離を検出可能になった。しかし、さらに位相スペクトルも測定して複素反射光スペクトルを求め、そこから逆解析で損傷発生位置を同定する試みについては、積層板...

【工学】総合工学：トランスバースクラック／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / 極低温 / 構造ヘルスモニタリング / 光ファイバ / FBGセンサ (他8件)

【概要】将来の宇宙輸送システムの一つとして、繰返し飛行が可能な完全再利用型ロケットが注目を集めており、その軽量化のために極低温推進剤タンクを複合材料で作製することが試みられている。ただし、複合材料の破壊のメカニズムは複雑であるため、その複合材料製タンクの健全性と信頼性を保証することが必要となる。そこで本研究では、複合材料製タンクに光ファイバセンサを組み込み、リアルタイムで健全性を監視できるヘルスモニタリン...

【キーワード】光ファイバセンサ / 複合材料 / 複合構造 / ヘルスモニタリング / トランスバースクラック (他7件)

【概要】本研究では、複合材料積層板の内部に光ファイバセンサを埋込み、複合材料中に発生するき裂、とくにトランスバースクラックや層間剥離などを監視する知的複合材料クラック発生・進展モニタリングシステムを構築する試みを行った。埋込む光ファイバセンサとしては、、光ファイバブラックグレーティングセンサ(FBG)を用いた。被覆のある通常のFBGセンサに加え、被覆を除去して感度を良くしたFBGセンサも用いた。また、従来...

【工学】総合工学：亀裂／複合材料を含む研究件

❏複合材構造ボルトレス化に向けた接着接合部繊維強化型クラックアレスタ技術基盤の構築(17H03475)

【概要】本研究では、複合材構造のボルトレス化を実現するための、独自の繊維強化型クラックアレスタ技術基盤を構築した。各種亀裂進展試験および有限要素解析を用いることで、亀裂停止効果を最大化させるアレスタ構成を検討し、疲労接着剥がれおよびTジョイントの剥離を抑制できることを実証した。また、層端部の応力集中を抑制するPly curving terminationを考案し、基礎的な検討により有効性を確認した。 ...

【工学】総合工学：クラックアレスタ／複合材料を含む研究件

❏複合材構造ボルトレス化に向けた接着接合部繊維強化型クラックアレスタ技術基盤の構築(17H03475)

【概要】本研究では、複合材構造のボルトレス化を実現するための、独自の繊維強化型クラックアレスタ技術基盤を構築した。各種亀裂進展試験および有限要素解析を用いることで、亀裂停止効果を最大化させるアレスタ構成を検討し、疲労接着剥がれおよびTジョイントの剥離を抑制できることを実証した。また、層端部の応力集中を抑制するPly curving terminationを考案し、基礎的な検討により有効性を確認した。 ...

【工学】総合工学：亀裂進展抑制／複合材料を含む研究件

❏複合材構造ボルトレス化に向けた接着接合部繊維強化型クラックアレスタ技術基盤の構築(17H03475)

【概要】本研究では、複合材構造のボルトレス化を実現するための、独自の繊維強化型クラックアレスタ技術基盤を構築した。各種亀裂進展試験および有限要素解析を用いることで、亀裂停止効果を最大化させるアレスタ構成を検討し、疲労接着剥がれおよびTジョイントの剥離を抑制できることを実証した。また、層端部の応力集中を抑制するPly curving terminationを考案し、基礎的な検討により有効性を確認した。 ...

【工学】総合工学：亀裂抑制／複合材料を含む研究件

❏複合材構造ボルトレス化に向けた接着接合部繊維強化型クラックアレスタ技術基盤の構築(17H03475)

【概要】本研究では、複合材構造のボルトレス化を実現するための、独自の繊維強化型クラックアレスタ技術基盤を構築した。各種亀裂進展試験および有限要素解析を用いることで、亀裂停止効果を最大化させるアレスタ構成を検討し、疲労接着剥がれおよびTジョイントの剥離を抑制できることを実証した。また、層端部の応力集中を抑制するPly curving terminationを考案し、基礎的な検討により有効性を確認した。 ...

【工学】総合工学：疲労／複合材料を含む研究件

【概要】酸化・エッチングプロセス制御によって金属表面にナノ構造を創製し、炭素繊維強化熱可塑性プラスチック（CFRTP）積層板と金属の異種材料接合技術を確立することを目的とした。界面ナノ構造を有することで接合界面近傍の母材樹脂が脆性破壊から延性破壊に変化して破壊靭性が大幅に上昇することを明らかにした。き裂進展シミュレーションを実施した結果、ナノ構造を有するき裂進展は平面応力状態の破壊形態と類似していることが...

【工学】総合工学：マトリックスクラック／複合材料を含む研究件

【研究代表者】熊澤寿国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 主任研究開発員 (20344252)

【キーワード】構造・材料 / 複合材料 / 極低温推進剤タンク / マトリックスクラック / 推進剤漏えい

【概要】本研究では、極低温推進剤複合材製タンクの漏洩対策のため、樹脂割れに強い複合材薄層を活用したリークバリア層の有効性を解析的および実験的に評価した。材料の弾性率と熱膨張率の温度依存性も考慮した有限要素法を用いて、リークバリア層がある場合とない場合の積層板において樹脂割れがすべての層で発生する条件を計算し、リークバリア層が加わることにより積層板の耐漏洩性が高くなることが分かった。常温や極低温において積層...

【工学】総合工学：逆解析／複合材料を含む研究件

【キーワード】光ファイバセンサ / 複合材料 / 微視的損傷 / FBGセンサ / 逆解析 (他10件)

【概要】外径52μmの細径FBG(Fiber Bragg Grating)センサを炭素繊維強化プラスチック(CFRP)複合材料中に埋め込み、そのセンサからの反射光パワースペクトルの形状変化を調べることで、CFRP積層板内部に発生した微視的なクラックおよび層間剥離を検出可能になった。しかし、さらに位相スペクトルも測定して複素反射光スペクトルを求め、そこから逆解析で損傷発生位置を同定する試みについては、積層板...

【工学】総合工学：応力集中／複合材料を含む研究件

❏複合材構造ボルトレス化に向けた接着接合部繊維強化型クラックアレスタ技術基盤の構築(17H03475)

【概要】本研究では、複合材構造のボルトレス化を実現するための、独自の繊維強化型クラックアレスタ技術基盤を構築した。各種亀裂進展試験および有限要素解析を用いることで、亀裂停止効果を最大化させるアレスタ構成を検討し、疲労接着剥がれおよびTジョイントの剥離を抑制できることを実証した。また、層端部の応力集中を抑制するPly curving terminationを考案し、基礎的な検討により有効性を確認した。 ...

【工学】総合工学：吸湿変形／複合材料を含む研究件

❏複合材構造の軌道上変形予測のためのマルチスケールモニタリングと吸湿状態推定(22K04546)

【研究期間】2022-04-01 - 2025-03-31

【研究代表者】北本和也国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究開発員 (80869834)

【キーワード】複合材料 / 吸湿変形 / 機械学習

【概要】

【工学】総合工学：ナノ材料／複合材料を含む研究件

【キーワード】セルロースナノファイバー / エマルション / マイクロ粒子 / ナノセルロース / コアシェル (他7件)

【概要】セルロースナノファイバーは植物由来の超微細繊維であり、機能性材料化へ向けてナノファイバーの精密な集積・成形技術が求められています。本研究では、木材由来セルロースナノファイバーを微細粒子表面で薄膜状に精密集積する技術を、水中・常圧・低温という温和な条件で確立しました。粒子表面でセルロースナノファイバーは厚さ約10 nmの均一な膜を形成しており、薬剤や金属イオンを高効率で担持/放出する性質を有していま...

【概要】液中において黒鉛を剥離してグラフェンに変換するプロセスの開発を行った。従来の超音波法による剥離よりも、圧力ホモジナイザを利用した剥離法の方が、10倍以上の生産能力があることを実証した。NMP等の有機溶媒にpHをコントロールした水を混合したものが、剥離分散に最適な溶媒であることを見出した。また、黒鉛を改質することで、どの溶媒にも溶けるように分散する新技術を発見した。 ...

【キーワード】カーボンナノチューブ / 黒鉛化処理 / ポリマー複合 / 分子動力学 / 強度評価 (他15件)

【概要】本研究ではCNT単体の優れた機械的特性が十分に発揮された革新的高強度CNT糸の創製を目的とし，乾式紡績法で作製した無撚CNT糸の高強度化を行った．糸を構成するCNT単体の強度評価および分子動力学解析によるCNT間相互作用力の評価によって，CNT糸の高強度化にはCNT単体の高強度化とCNT間の荷重伝達効率の向上が必要であることを明らかにした．また，それに基づいて黒鉛化処理によるCNTの高純度化，CN...

【工学】総合工学：自己治癒／複合材料を含む研究件

【概要】本研究課題では耐損傷性の問題から十分な軽量化にいたっていない複合材航空機構造を対象に、大幅な重量低減を目標とした検討を行った。具体的にはこれまで構築してきた階層型光ファイバ損傷検知システムを損傷検知・修復ハイブリッドシステムに発展させるとともに、独自の急速補修技術と融合させて構造に適用することで、設計許容ひずみレベルを向上させることを試みた。損傷検知・補修融合技術を適用することで初めて可能になる軽...

【工学】総合工学：自己修復／複合材料を含む研究件

【概要】本研究課題では耐損傷性の問題から十分な軽量化にいたっていない複合材航空機構造を対象に、大幅な重量低減を目標とした検討を行った。具体的にはこれまで構築してきた階層型光ファイバ損傷検知システムを損傷検知・修復ハイブリッドシステムに発展させるとともに、独自の急速補修技術と融合させて構造に適用することで、設計許容ひずみレベルを向上させることを試みた。損傷検知・補修融合技術を適用することで初めて可能になる軽...

【工学】総合工学：耐食性／複合材料を含む研究件

【概要】Mg合金は,金属の中で最も軽量で高い比強度を有するが,常温成形性と耐食性が乏しい.本研究では,薄いAlフォイルでMg合金を包んだクラッド板の製造を検討し,Mg/Alクラッド板を300℃で圧延接合を試み,以下の知見を得た.Mg板とAlフォイルは,圧下率が30%で接着することが可能である.次に,パスごとに300℃で焼鈍を施すと,常温成形性は著しく改良された.さらにMg板とAlフォイルの間にTiフォイル...

【キーワード】複合材料 / 粒子充てん複合材料 / 顕微IR / 腐食劣化 / エポキシ樹脂 (他11件)

【概要】本研究は、特に微視的な見地から複合材料を含む高分子材料の腐食劣化機構の解明を目的とするものである。腐食劣化反応の起きていると考えられる腐食層のフロントや複合材料における第2相(強化繊維やフィラー)との界面に着目し、具体的には微視的にどこまでが変色を含めた物理的な変化を受け、どこまで外部環境が拡散侵入し、最終的にどこまでが実際に化学反応を起こしているのかを解明することが鍵となる。そして機構解明により...

【工学】総合工学：推進剤漏えい／複合材料を含む研究件

【研究代表者】熊澤寿国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 主任研究開発員 (20344252)

【キーワード】構造・材料 / 複合材料 / 極低温推進剤タンク / マトリックスクラック / 推進剤漏えい

【概要】本研究では、極低温推進剤複合材製タンクの漏洩対策のため、樹脂割れに強い複合材薄層を活用したリークバリア層の有効性を解析的および実験的に評価した。材料の弾性率と熱膨張率の温度依存性も考慮した有限要素法を用いて、リークバリア層がある場合とない場合の積層板において樹脂割れがすべての層で発生する条件を計算し、リークバリア層が加わることにより積層板の耐漏洩性が高くなることが分かった。常温や極低温において積層...

【工学】総合工学：耐雷構造／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材構造 / 導電性樹脂 / 耐雷構造 / 導電性複合材 / 航空機構造材料 (他7件)

【概要】耐雷構造として必要な高い導電性を発現するための導電性樹脂の開発を進めた。導電性ポリマー・ドーパント・硬化ポリマーの配合、混錬条件、硬化条件などを検討し、樹脂の導電性と硬化特性を評価することで、配合やプロセスの最適化を進めた。硬化反応制御を可能とする加熱プロファイルや粒子配合など、製造性と導電性を両立する導電性樹脂を見出し、1[s/cm]以上の高い導電性を発現する樹脂組成と成形プロセスを確立すること...

【工学】総合工学：構造・機能材料／複合材料を含む研究件

【概要】本研究課題では耐損傷性の問題から十分な軽量化にいたっていない複合材航空機構造を対象に、大幅な重量低減を目標とした検討を行った。具体的にはこれまで構築してきた階層型光ファイバ損傷検知システムを損傷検知・修復ハイブリッドシステムに発展させるとともに、独自の急速補修技術と融合させて構造に適用することで、設計許容ひずみレベルを向上させることを試みた。損傷検知・補修融合技術を適用することで初めて可能になる軽...

【キーワード】Morphing wing / Composites / 航空工学 / 構造力学 / モーフィング翼 (他8件)

【概要】本研究では、航空機構造の形状を任意に変化させ、飛行性能や飛行特性を向上させる技術を実現する手法として、超異方性複合材を用いたモーフィング翼構造を提案した。実機相当の翼型を対象として、後縁部をモーフィング部とした翼構造の構造解析を試み、ワイヤー駆動型のモーフィング翼を設計した。超異方性複合材を用いて、モーフィング翼模型を製作し、風洞試験にて、気流中における駆動実証を試み、30m/sまでの気流中におい...

【キーワード】構造・材料 / 極低温燃料タンク / 複合材料 / 構造・機能材料 / 宇宙輸送機 (他7件)

【概要】宇宙輸送機用極低温燃料タンクへの炭素繊維複合材料(CFRP)の適用性評価を目的として、タンク構造に作用する荷重(引張及び面外荷重)を想定した繰返し荷重下におけるCFRP内の累積損傷挙動把握と燃料漏洩量との関連を実験的に調査した。微視的損傷などの発生・累積挙動を把握すると共に、致命的な燃料漏洩が生じる閾値を見出し、CFRPタンクが健全に製造されれば、ある程度の荷重や繰り返し数までは、安全性を保てるこ...

【工学】総合工学：構造・材料／複合材料を含む研究件

【研究代表者】熊澤寿国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 主任研究開発員 (20344252)

【キーワード】構造・材料 / 複合材料 / 極低温推進剤タンク / マトリックスクラック / 推進剤漏えい

【概要】本研究では、極低温推進剤複合材製タンクの漏洩対策のため、樹脂割れに強い複合材薄層を活用したリークバリア層の有効性を解析的および実験的に評価した。材料の弾性率と熱膨張率の温度依存性も考慮した有限要素法を用いて、リークバリア層がある場合とない場合の積層板において樹脂割れがすべての層で発生する条件を計算し、リークバリア層が加わることにより積層板の耐漏洩性が高くなることが分かった。常温や極低温において積層...

【概要】航空機の複合材構造において、雷撃時の構造安全性を担保することは必須である。そこで本研究では、力学特性、耐熱性、成形性等を維持しつつ、導電性を制御可能な航空機構造用CFRPの創出と雷撃損傷挙動の解明を目的とした。その結果、ポリアニリン（PANI）系導電性樹脂および配向カーボンナノチューブ（CNT）を適用することでCFRPの導電性制御を実現できることを実証した。また、導電性を制御したCFRPに対して模...

【キーワード】構造・材料 / 極低温燃料タンク / 複合材料 / 構造・機能材料 / 宇宙輸送機 (他7件)

【概要】宇宙輸送機用極低温燃料タンクへの炭素繊維複合材料(CFRP)の適用性評価を目的として、タンク構造に作用する荷重(引張及び面外荷重)を想定した繰返し荷重下におけるCFRP内の累積損傷挙動把握と燃料漏洩量との関連を実験的に調査した。微視的損傷などの発生・累積挙動を把握すると共に、致命的な燃料漏洩が生じる閾値を見出し、CFRPタンクが健全に製造されれば、ある程度の荷重や繰り返し数までは、安全性を保てるこ...

【工学】総合工学：構造ヘルスモニタリング／複合材料を含む研究件

【概要】SHM技術との融合に向けた急速簡易補修技術の基礎的検討のため,パッチ補修部の引張試験を実施した.模擬損傷の位置,種類を変化させることで, SHM技術の有する損傷検知の不確定性が補修強度に与える影響を評価した.損傷情報にあいまいさがある場合の補修パッチサイズ決定指針を提案するとともに, SHM技術によって検知するべきパラメータは貫通損傷の有無および剥離の最大領域であることを示した. ...

【キーワード】複合材料 / 航空宇宙構造 / 構造ヘルスモニタリング / 監視システム / 光ファイバセンサ (他6件)

【概要】より軽量な先進複合材航空機構造を実現するためのキーテクノロジーである構造ヘルスモニタリング技術(構造健全性診断技術)の新たな概念として、「階層型光センシングネットワーク」を提案した。損傷検知に特化した分散デバイスと損傷情報の収集・伝達に特化した光ファイバセンサネットワークを階層的に組み合わせることで、光ファイバセンサを用いたこれまでのヘルスモニタリング技術の課題点である「補修性」「ロバスト性」「計...

❏複合材構造の損傷許容設計実現のための光ファイバセンサ監視システム(18106014)

【研究期間】2006 - 2010

【キーワード】航空宇宙工学 / 複合材料・物性 / 光ファイバセンサ / モニタリング / 複合材料 (他8件)

【概要】本研究では、航空宇宙機複合材構造の損傷許容設計実現のための光ファイバセンサ監視システムを実用化するための基礎・基盤研究として、まず土台となる「損傷プロセスの観察と定式化」を進めた。また、「弾性波計測による監視システム」、「分布ひずみ計測による監視システム」両者の適用化に取り組むとともに、両者の特性を組み合わせることで、より信頼性と診断精度の高い監視システムを構築した。 ...

【工学】総合工学：構造モニタリング／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / 船舶構造 / CFRP / 構造モニタリング / 成形モニタリング (他9件)

【概要】SESやハイドロフォイルなどの高速船において、高速化と経済性の両面から構造の軽量化が重要である。従来から、アルミ合金単板構造あるいはアルミ・ハニカムを心材とするサンドイッチ構造が高速船に利用されている。将来の船舶のより一層の高性能化のためには、比強度に優れた先進複合材料の適用が有効と考える。 CFRPを船舶構造に適用するためには、部材形状の大型化と成型コストの削減が重要である。既存の成型法では大型...

【工学】総合工学：構造最適化／複合材料を含む研究件

【概要】近年の産業技術の発達に伴い，熱膨張は極めて重要な現象となっている．熱膨張抑制手法として，温めると弾性的に縮む負熱膨張材料が注目を集めている．負熱膨張材料開発の一つのアプローチとして，熱膨張率の異なる複数の材料と空孔を適切にレイアウトすることで負熱膨張を生み出す手法があり，研究代表者らの研究グループは，3Dプリンタを活用しこのような複合材料を開発している．本研究では熱的に性質が安定した金属で広い温度...

【概要】近年の産業技術の発達に伴い，熱膨張は極めて重要な現象となっている．熱膨張制御の一つの手法として，温めると弾性的に縮む負熱膨張材料が注目を集めている．負熱膨張材料開発の一つのアプローチとして，熱膨張率の異なる複数の材料と空孔を適切にレイアウトすることで，負熱膨張を生み出す手法がある．申請者らの研究グループは，汎用のマルチマテリアル3Dプリンタを用い，平面的な負熱膨張を生み出す複合材料を開発した．ただ...

【工学】総合工学：構造力学／複合材料を含む研究件

【キーワード】Morphing wing / Composites / 航空工学 / 構造力学 / モーフィング翼 (他8件)

【概要】本研究では、航空機構造の形状を任意に変化させ、飛行性能や飛行特性を向上させる技術を実現する手法として、超異方性複合材を用いたモーフィング翼構造を提案した。実機相当の翼型を対象として、後縁部をモーフィング部とした翼構造の構造解析を試み、ワイヤー駆動型のモーフィング翼を設計した。超異方性複合材を用いて、モーフィング翼模型を製作し、風洞試験にて、気流中における駆動実証を試み、30m/sまでの気流中におい...

【工学】総合工学：水素／複合材料を含む研究件

【キーワード】構造・材料 / 極低温燃料タンク / 複合材料 / 構造・機能材料 / 宇宙輸送機 (他7件)

【概要】宇宙輸送機用極低温燃料タンクへの炭素繊維複合材料(CFRP)の適用性評価を目的として、タンク構造に作用する荷重(引張及び面外荷重)を想定した繰返し荷重下におけるCFRP内の累積損傷挙動把握と燃料漏洩量との関連を実験的に調査した。微視的損傷などの発生・累積挙動を把握すると共に、致命的な燃料漏洩が生じる閾値を見出し、CFRPタンクが健全に製造されれば、ある程度の荷重や繰り返し数までは、安全性を保てるこ...

❏B-H系錯体水素化物の機能設計マップ -基礎物性からエネルギー関連機能への展開-(18206073)

【概要】B(ホウ素)-H(水素)系錯体水素化物でのエネルギー関連機能や基礎物性などに関わる研究を実施した。「高密度水素貯蔵機能」に加えて、構造相転移に伴う「マイクロ波吸収(自己発熱)機能」やその要因となる「リチウム超イオン伝導機能」などを見出した。これらの革新的機能は、「水素貯蔵技術とマイクロ波利用技術との融合研究」や「新たなリチウムイオン電池用固体電解質の開発研究」など、多様なエネルギー応用の観点から極...

【工学】総合工学：硬化／複合材料を含む研究件

【概要】自動積層装置でプリプレグを積層する過程の挙動評価を行った。積層過程でのプリプレグの変形・ひずみ応答を評価可能なように積層装置の改造とチューニングを実施した。また光ファイバセンサを一体化させたプリプレグを用いることで、フィード、プリテンション、コンパクションローラでの圧着、脱型の全積層過程においてプリプレグに発生するひずみ変動をリアルタイムで取得した。積層品質を高めるためのプリテンションが、積層後に...

❏光ファイバライフサイクルモニタリング援用革新複合材構造の知的ものづくり科学の構築(26220912)

【キーワード】複合材料 / CFRP / 光ファイバセンサ / 成形プロセス / モニタリング (他9件)

【概要】光ファイバ温度・ひずみ同時計測技術を、炭素繊維強化プラスチック（CFRP）の新規成形プロセスに適用可能なレベルまで向上させ、CFRPの成形、加工、組立、運用に渡るライフサイクルモニタリング技術として提案し、CFRPの品質保証・保守技術としての有用性を実証した。まず、埋め込み光ファイバ援用CFRP成形中その場物性評価基盤技術を構築し、従来では不可能であった成形途中の物性値の時間的変化を測定し、実用的...

【概要】炭素繊維などの導電性繊維で強化された複合材料(CFRP)において,成形時の硬化度や成形不良,使用時のひずみや負荷履歴,点検時の破壊・損傷などのモニタリングは,成形コスト削減,使用時の健全性保証,点検コスト・時間の削減に直結するため重要な技術であり,個々にセンシング技術が発達してきている.例えば,熱硬化性樹脂の硬化度は成形時に市販の誘電率センサーを使用することでモニタリングが可能であり,また負荷時の...

【工学】総合工学：航空宇宙工学／複合材料を含む研究件

❏複合材構造ボルトレス化に向けた接着接合部繊維強化型クラックアレスタ技術基盤の構築(17H03475)

【概要】本研究では、複合材構造のボルトレス化を実現するための、独自の繊維強化型クラックアレスタ技術基盤を構築した。各種亀裂進展試験および有限要素解析を用いることで、亀裂停止効果を最大化させるアレスタ構成を検討し、疲労接着剥がれおよびTジョイントの剥離を抑制できることを実証した。また、層端部の応力集中を抑制するPly curving terminationを考案し、基礎的な検討により有効性を確認した。 ...

【概要】航空機の複合材構造において、雷撃時の構造安全性を担保することは必須である。そこで本研究では、力学特性、耐熱性、成形性等を維持しつつ、導電性を制御可能な航空機構造用CFRPの創出と雷撃損傷挙動の解明を目的とした。その結果、ポリアニリン（PANI）系導電性樹脂および配向カーボンナノチューブ（CNT）を適用することでCFRPの導電性制御を実現できることを実証した。また、導電性を制御したCFRPに対して模...

【キーワード】航空宇宙工学 / スマート構造システム / 不確定性伝播モデル / ロバスト最適設計 / 高精度画像計測 (他12件)

【概要】本研究では，次世代の宇宙ミッションに求められる宇宙構造システムとして，環境の変化に応じて形状を変化させることができる「宇宙スマート構造システム」に着目した．そして，このシステムを実現するために不可欠な「計算機検証と試験検証とを融合した設計検証法」を確立することを目的とした．計算機検証では不確定性のある環境下での性能評価法の確立を，試験検証法では主に熱変形やその不確定性に着目した試験検証法の確立をめ...

【工学】総合工学：航空宇宙構造／複合材料を含む研究件

【概要】CFRPラティス構造の衝撃減衰応答についての解析モデルの構築を目指し、ラティス構造特有のユニットセルを用いた、効率的な衝撃応答予測を可能とする数値解析モデルの開発を行った。材料の減衰以外の幾何学的効果による応答低減が達成される可能性を検証するために、ユニットセルの幾何形状を変化させた場合の解析を実施し、所望の周波数領域の衝撃減衰を向上さることが可能であることを解析的に示し、ラティス構造特有のストッ...

【キーワード】航空宇宙工学 / スマート構造システム / 不確定性伝播モデル / ロバスト最適設計 / 高精度画像計測 (他12件)

【概要】本研究では，次世代の宇宙ミッションに求められる宇宙構造システムとして，環境の変化に応じて形状を変化させることができる「宇宙スマート構造システム」に着目した．そして，このシステムを実現するために不可欠な「計算機検証と試験検証とを融合した設計検証法」を確立することを目的とした．計算機検証では不確定性のある環境下での性能評価法の確立を，試験検証法では主に熱変形やその不確定性に着目した試験検証法の確立をめ...

【キーワード】複合材料 / 航空宇宙構造 / 構造ヘルスモニタリング / 監視システム / 光ファイバセンサ (他6件)

【概要】より軽量な先進複合材航空機構造を実現するためのキーテクノロジーである構造ヘルスモニタリング技術(構造健全性診断技術)の新たな概念として、「階層型光センシングネットワーク」を提案した。損傷検知に特化した分散デバイスと損傷情報の収集・伝達に特化した光ファイバセンサネットワークを階層的に組み合わせることで、光ファイバセンサを用いたこれまでのヘルスモニタリング技術の課題点である「補修性」「ロバスト性」「計...

【工学】総合工学：航空機／複合材料を含む研究件

【概要】航空機の複合材構造において、雷撃時の構造安全性を担保することは必須である。そこで本研究では、力学特性、耐熱性、成形性等を維持しつつ、導電性を制御可能な航空機構造用CFRPの創出と雷撃損傷挙動の解明を目的とした。その結果、ポリアニリン（PANI）系導電性樹脂および配向カーボンナノチューブ（CNT）を適用することでCFRPの導電性制御を実現できることを実証した。また、導電性を制御したCFRPに対して模...

【概要】SHM技術との融合に向けた急速簡易補修技術の基礎的検討のため,パッチ補修部の引張試験を実施した.模擬損傷の位置,種類を変化させることで, SHM技術の有する損傷検知の不確定性が補修強度に与える影響を評価した.損傷情報にあいまいさがある場合の補修パッチサイズ決定指針を提案するとともに, SHM技術によって検知するべきパラメータは貫通損傷の有無および剥離の最大領域であることを示した. ...

【工学】総合工学：航空機構造／複合材料を含む研究件

【概要】本研究課題では耐損傷性の問題から十分な軽量化にいたっていない複合材航空機構造を対象に、大幅な重量低減を目標とした検討を行った。具体的にはこれまで構築してきた階層型光ファイバ損傷検知システムを損傷検知・修復ハイブリッドシステムに発展させるとともに、独自の急速補修技術と融合させて構造に適用することで、設計許容ひずみレベルを向上させることを試みた。損傷検知・補修融合技術を適用することで初めて可能になる軽...

【工学】総合工学：航空機構造材料／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材構造 / 導電性樹脂 / 耐雷構造 / 導電性複合材 / 航空機構造材料 (他7件)

【概要】耐雷構造として必要な高い導電性を発現するための導電性樹脂の開発を進めた。導電性ポリマー・ドーパント・硬化ポリマーの配合、混錬条件、硬化条件などを検討し、樹脂の導電性と硬化特性を評価することで、配合やプロセスの最適化を進めた。硬化反応制御を可能とする加熱プロファイルや粒子配合など、製造性と導電性を両立する導電性樹脂を見出し、1[s/cm]以上の高い導電性を発現する樹脂組成と成形プロセスを確立すること...

【工学】総合工学：航空工学／複合材料を含む研究件

【キーワード】Morphing wing / Composites / 航空工学 / 構造力学 / モーフィング翼 (他8件)

【概要】本研究では、航空機構造の形状を任意に変化させ、飛行性能や飛行特性を向上させる技術を実現する手法として、超異方性複合材を用いたモーフィング翼構造を提案した。実機相当の翼型を対象として、後縁部をモーフィング部とした翼構造の構造解析を試み、ワイヤー駆動型のモーフィング翼を設計した。超異方性複合材を用いて、モーフィング翼模型を製作し、風洞試験にて、気流中における駆動実証を試み、30m/sまでの気流中におい...

【工学】総合工学：モーフィング翼／複合材料を含む研究件

❏特定方向に大きく曲げねじり変形する翼構造の提案とその性能評価(21H01535)

【研究期間】2021-04-01 - 2024-03-31

【研究代表者】池田忠繁中部大学, 工学部, 教授 (40273271)

【キーワード】モーフィング翼 / 複合材料 / コルゲート構造 / 最適化

【概要】二重筒構造を用いたツイスト型モーフィング翼主構造において、高い曲げ剛性と適度なねじり剛性を両立できる外側部材形状に関する検討を実施し、外側部材を構成する梁部材のアスペクト比を調整することにより、適切な剛性バランスを実現できることを示した。また、3Dプリンタによるラティス構造の適用可能性検討を行い、その基本構造を変更することで、希望する曲げ剛性とねじり剛性のバランスを実現できることを示した。さらに、...

【キーワード】Morphing wing / Composites / 航空工学 / 構造力学 / モーフィング翼 (他8件)

【概要】本研究では、航空機構造の形状を任意に変化させ、飛行性能や飛行特性を向上させる技術を実現する手法として、超異方性複合材を用いたモーフィング翼構造を提案した。実機相当の翼型を対象として、後縁部をモーフィング部とした翼構造の構造解析を試み、ワイヤー駆動型のモーフィング翼を設計した。超異方性複合材を用いて、モーフィング翼模型を製作し、風洞試験にて、気流中における駆動実証を試み、30m/sまでの気流中におい...

【工学】総合工学：コルゲート構造／複合材料を含む研究件

❏特定方向に大きく曲げねじり変形する翼構造の提案とその性能評価(21H01535)

【研究期間】2021-04-01 - 2024-03-31

【研究代表者】池田忠繁中部大学, 工学部, 教授 (40273271)

【キーワード】モーフィング翼 / 複合材料 / コルゲート構造 / 最適化

【概要】二重筒構造を用いたツイスト型モーフィング翼主構造において、高い曲げ剛性と適度なねじり剛性を両立できる外側部材形状に関する検討を実施し、外側部材を構成する梁部材のアスペクト比を調整することにより、適切な剛性バランスを実現できることを示した。また、3Dプリンタによるラティス構造の適用可能性検討を行い、その基本構造を変更することで、希望する曲げ剛性とねじり剛性のバランスを実現できることを示した。さらに、...

【工学】総合工学：微視的損傷／複合材料を含む研究件

【キーワード】光ファイバセンサ / 複合材料 / 微視的損傷 / FBGセンサ / 逆解析 (他10件)

【概要】外径52μmの細径FBG(Fiber Bragg Grating)センサを炭素繊維強化プラスチック(CFRP)複合材料中に埋め込み、そのセンサからの反射光パワースペクトルの形状変化を調べることで、CFRP積層板内部に発生した微視的なクラックおよび層間剥離を検出可能になった。しかし、さらに位相スペクトルも測定して複素反射光スペクトルを求め、そこから逆解析で損傷発生位置を同定する試みについては、積層板...

❏構造・材料同時最適設計のための複合材料システムの微視的損傷発生・進展評価法の構築(06555291)

【概要】本研究では,耐熱高分子をマトリックスとする繊維強化複合材料の,最も基本的な積層構成である0°/90°層からなるクロスプライ(直交)積層板を用い,(1)90°層内の初期マトリックスクラック発生,(2)マルティプルマトリックスクラック発生,(3)マトリックスクラック端部からの層間剥離発生,の各段階におけるミクロの変形・破壊プロセスを.負荷装置を付加した光学顕微鏡(OM),走査型電子顕微鏡(SEM)およ...

【工学】総合工学：微視力学(マイクロメカニックス) ／複合材料を含む研究件

【概要】遮熱構造部材への適用を想定したセラミックス/金属系傾斜機能材料(Functionally Graded Materials,以下FGMと略記)の熱応力緩和設計に関し,構成相レベルでの微視的な応力/ひずみ状態から解析する独自の微視力学アプローチを展開した.とくに金属相の塑性変形による非弾性効果を積極的に考慮している点が特色である.最も基本的な薄肉平板状FGM構造の板厚方向一次元熱流による非定常熱応力...

❏セラミックス-金属系多相材料の熱・弾塑性応答(微視力学的解析システムとその機能検証)(03452254)

【概要】前年度に具体化した主な項目は,1)微視力学モデルに基づく弾塑性構成式の定式化,2)熱・弾塑性応答の数値解析ソフトウェア作成,3)局部加熱方式動的熱変形試験装置の設計・製作,4)クリープ効果の基礎的検討である。当該年度では、まず始めに上記1)に基づく2)のソフトウェアを用いて、平板状のZr3_2-Ni系傾斜組成制御体に関する一連の熱応力解析を実施した。特に上記3)との関連から、Ni相の塑性挙動を無視...

【キーワード】複合材料 / 傾斜機能材料 / 熱応力緩和 / 微視力学(マイクロメカニックス) / クリ-プ (他12件)

【概要】本研究は、耐熱構造材料として注目されているセラミックス-金属系多相材料について、セラミックス(主に繊維状または粒状の分散相)と金属(マトリックス相)熱膨張係数差に起因する熱応力の効果に着目し、微視力学的な観点から、高温変形および破壊の機構を明らかにしようとしたものである。特に、繰り返し加熱・冷却によって生じるラチェット変形(熱サイクル超塑性)に焦点をあてて、理論的および実験的な研究を行った。はじ...

【工学】総合工学：強度／複合材料を含む研究件

【キーワード】グラフェン / 量産化 / メカノケミカル法 / 複合材料 / メカノケミカル反応 (他11件)

【概要】ナノ強化による複合材料の機械的特性の向上をはかることを目的に、ナノ材料の一つであるグラフェンを量産化させるプロセスを構築した。グラフェンはグラファイトを剥離して薄層化することで得られる。液中でグラファイトを剥離してグラフェンを取り出す液相剥離法が最も安価にグラフェンを量産化できる。本研究では、液相剥離法の前処理方法として、塩と黒鉛の混合物をボールミルによりメカノケミカル反応させることで、グラファイ...

【工学】総合工学：微小細線／複合材料を含む研究件

❏構造・材料同時最適設計のための複合材料システムの微視的損傷発生・進展評価法の構築(06555291)

【概要】本研究では,耐熱高分子をマトリックスとする繊維強化複合材料の,最も基本的な積層構成である0°/90°層からなるクロスプライ(直交)積層板を用い,(1)90°層内の初期マトリックスクラック発生,(2)マルティプルマトリックスクラック発生,(3)マトリックスクラック端部からの層間剥離発生,の各段階におけるミクロの変形・破壊プロセスを.負荷装置を付加した光学顕微鏡(OM),走査型電子顕微鏡(SEM)およ...

【工学】総合工学：モニタリング／複合材料を含む研究件

【概要】自動積層装置でプリプレグを積層する過程の挙動評価を行った。積層過程でのプリプレグの変形・ひずみ応答を評価可能なように積層装置の改造とチューニングを実施した。また光ファイバセンサを一体化させたプリプレグを用いることで、フィード、プリテンション、コンパクションローラでの圧着、脱型の全積層過程においてプリプレグに発生するひずみ変動をリアルタイムで取得した。積層品質を高めるためのプリテンションが、積層後に...

【キーワード】複合材料 / 構造キャパシタ / ３Ｄプリンタ / 自己センシング / CFRP (他16件)

【概要】高価な炭素繊維強化複合材料を一般構造に適用するため，構造以外の蓄電機能を持たせる構造キャパシタを開発する．本研究ではサンドイッチ構造のコア部分にキャパシタを内蔵するサンドイッチ構造キャパシタを提案した．フォームコアでは電解液の漏洩が発生するため，３Ｄプリンタで作成したスナップイン構造を用いることにした．スナップイン構造のコア内部に防水処理をしたキャパシタを設置することで蓄電機能目標を達成した．３点...

❏光ファイバライフサイクルモニタリング援用革新複合材構造の知的ものづくり科学の構築(26220912)

【キーワード】複合材料 / CFRP / 光ファイバセンサ / 成形プロセス / モニタリング (他9件)

【概要】光ファイバ温度・ひずみ同時計測技術を、炭素繊維強化プラスチック（CFRP）の新規成形プロセスに適用可能なレベルまで向上させ、CFRPの成形、加工、組立、運用に渡るライフサイクルモニタリング技術として提案し、CFRPの品質保証・保守技術としての有用性を実証した。まず、埋め込み光ファイバ援用CFRP成形中その場物性評価基盤技術を構築し、従来では不可能であった成形途中の物性値の時間的変化を測定し、実用的...

【工学】総合工学：成形／複合材料を含む研究件

【概要】自動積層装置でプリプレグを積層する過程の挙動評価を行った。積層過程でのプリプレグの変形・ひずみ応答を評価可能なように積層装置の改造とチューニングを実施した。また光ファイバセンサを一体化させたプリプレグを用いることで、フィード、プリテンション、コンパクションローラでの圧着、脱型の全積層過程においてプリプレグに発生するひずみ変動をリアルタイムで取得した。積層品質を高めるためのプリテンションが、積層後に...

❏光ファイバライフサイクルモニタリング援用革新複合材構造の知的ものづくり科学の構築(26220912)

【キーワード】複合材料 / CFRP / 光ファイバセンサ / 成形プロセス / モニタリング (他9件)

【概要】光ファイバ温度・ひずみ同時計測技術を、炭素繊維強化プラスチック（CFRP）の新規成形プロセスに適用可能なレベルまで向上させ、CFRPの成形、加工、組立、運用に渡るライフサイクルモニタリング技術として提案し、CFRPの品質保証・保守技術としての有用性を実証した。まず、埋め込み光ファイバ援用CFRP成形中その場物性評価基盤技術を構築し、従来では不可能であった成形途中の物性値の時間的変化を測定し、実用的...

【工学】総合工学：成形プロセス／複合材料を含む研究件

❏光ファイバライフサイクルモニタリングによる低コスト高信頼性複合材品質保証保守技術(26249129)

【概要】本研究では熱可塑・低圧成形複合材料および接着接合技術の低コスト・高機能性と光ファイバライフサイクルモニタリングによる高信頼化技術を融合させることにより実現可能となる、革新知的複合材構造コンセプトを世界に先駆けて提案・実証することを目的とした。産業界の要望に応えつつも、その中から学問的重要なエッセンスを抽出し集中研究を行うことにより、次世代複合材の品質保証・保守技術を確立することを目指したものである...

❏光ファイバライフサイクルモニタリング援用革新複合材構造の知的ものづくり科学の構築(26220912)

【キーワード】複合材料 / CFRP / 光ファイバセンサ / 成形プロセス / モニタリング (他9件)

【概要】光ファイバ温度・ひずみ同時計測技術を、炭素繊維強化プラスチック（CFRP）の新規成形プロセスに適用可能なレベルまで向上させ、CFRPの成形、加工、組立、運用に渡るライフサイクルモニタリング技術として提案し、CFRPの品質保証・保守技術としての有用性を実証した。まず、埋め込み光ファイバ援用CFRP成形中その場物性評価基盤技術を構築し、従来では不可能であった成形途中の物性値の時間的変化を測定し、実用的...

【工学】総合工学：成形モデリング／複合材料を含む研究件

❏光ファイバライフサイクルモニタリング援用革新複合材構造の知的ものづくり科学の構築(26220912)

【キーワード】複合材料 / CFRP / 光ファイバセンサ / 成形プロセス / モニタリング (他9件)

【概要】光ファイバ温度・ひずみ同時計測技術を、炭素繊維強化プラスチック（CFRP）の新規成形プロセスに適用可能なレベルまで向上させ、CFRPの成形、加工、組立、運用に渡るライフサイクルモニタリング技術として提案し、CFRPの品質保証・保守技術としての有用性を実証した。まず、埋め込み光ファイバ援用CFRP成形中その場物性評価基盤技術を構築し、従来では不可能であった成形途中の物性値の時間的変化を測定し、実用的...

【工学】総合工学：成形モニタリング／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / 船舶構造 / CFRP / 構造モニタリング / 成形モニタリング (他9件)

【概要】SESやハイドロフォイルなどの高速船において、高速化と経済性の両面から構造の軽量化が重要である。従来から、アルミ合金単板構造あるいはアルミ・ハニカムを心材とするサンドイッチ構造が高速船に利用されている。将来の船舶のより一層の高性能化のためには、比強度に優れた先進複合材料の適用が有効と考える。 CFRPを船舶構造に適用するためには、部材形状の大型化と成型コストの削減が重要である。既存の成型法では大型...

【工学】総合工学：曲面板／複合材料を含む研究件

【概要】航空宇宙分野で利用される複合材料の積層構造において、荷重を受ける曲面部は接手や補強材など多く存在する。特に、厳しい熱環境に曝される宇宙往還機への局所的利用が予想される炭素繊維強化炭素(C/C)複合材料では、主構造への取付部においてこうした構造要素は不可欠であり、その強度特性の把握は超耐熱構造システム実現のための重要な技術課題である。本研究では、この様な視点に立ってまず積層曲面板の解析に適した有限要...

【工学】総合工学：サンドイッチ構造／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / 構造キャパシタ / ３Ｄプリンタ / 自己センシング / CFRP (他16件)

【概要】高価な炭素繊維強化複合材料を一般構造に適用するため，構造以外の蓄電機能を持たせる構造キャパシタを開発する．本研究ではサンドイッチ構造のコア部分にキャパシタを内蔵するサンドイッチ構造キャパシタを提案した．フォームコアでは電解液の漏洩が発生するため，３Ｄプリンタで作成したスナップイン構造を用いることにした．スナップイン構造のコア内部に防水処理をしたキャパシタを設置することで蓄電機能目標を達成した．３点...

【工学】総合工学：サンプリング／複合材料を含む研究件

【キーワード】マルチスケール法 / 確率均質化法 / モンテカルロ法 / サンプリング / 複合材料 (他16件)

【概要】工業材料や生体組織にみられる階層構造のマルチスケールモデリングにおいて、ミクロスケールの情報に含まれる不確かさ・ばらつきを考慮した確率的マルチスケール法の体系的な数理モデル記述法を見出し、その解法として一次漸近展開に基づく確率均質化法を核としたシミュレーション法を確立した。球状多孔質材料、コーティング粒子分散型複合材料ならびに多孔質な生体海綿骨にそれぞれ適用し、マクロ特性の分散の予測、確率的感度解...

【工学】総合工学：雷撃／複合材料を含む研究件

【概要】航空機の複合材構造において、雷撃時の構造安全性を担保することは必須である。そこで本研究では、力学特性、耐熱性、成形性等を維持しつつ、導電性を制御可能な航空機構造用CFRPの創出と雷撃損傷挙動の解明を目的とした。その結果、ポリアニリン（PANI）系導電性樹脂および配向カーボンナノチューブ（CNT）を適用することでCFRPの導電性制御を実現できることを実証した。また、導電性を制御したCFRPに対して模...

【工学】総合工学：極低温／複合材料を含む研究件

【キーワード】複合材料 / 極低温 / 構造ヘルスモニタリング / 光ファイバ / FBGセンサ (他8件)

【概要】将来の宇宙輸送システムの一つとして、繰返し飛行が可能な完全再利用型ロケットが注目を集めており、その軽量化のために極低温推進剤タンクを複合材料で作製することが試みられている。ただし、複合材料の破壊のメカニズムは複雑であるため、その複合材料製タンクの健全性と信頼性を保証することが必要となる。そこで本研究では、複合材料製タンクに光ファイバセンサを組み込み、リアルタイムで健全性を監視できるヘルスモニタリン...

【工学】総合工学：極低温推進剤タンク／複合材料を含む研究件

【研究代表者】熊澤寿国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 主任研究開発員 (20344252)

【キーワード】構造・材料 / 複合材料 / 極低温推進剤タンク / マトリックスクラック / 推進剤漏えい

【概要】本研究では、極低温推進剤複合材製タンクの漏洩対策のため、樹脂割れに強い複合材薄層を活用したリークバリア層の有効性を解析的および実験的に評価した。材料の弾性率と熱膨張率の温度依存性も考慮した有限要素法を用いて、リークバリア層がある場合とない場合の積層板において樹脂割れがすべての層で発生する条件を計算し、リークバリア層が加わることにより積層板の耐漏洩性が高くなることが分かった。常温や極低温において積層...

【工学】総合工学：アコースティック・エミッション(AE) ／複合材料を含む研究件

❏高効率コンバインド発電システム用SiC繊維強化酸化物マトリックス動翼材の開発研究(12555208)

【概要】酸化物をマトリックスとする焼結SiC繊維強化複合材料の製造プロセス、および機棟的性質に関する検討を行った。製造プロセスとしては、溶融含浸法、スラリー含浸法、ともに可能であり、緻密なマトリックスを得ることが出来た。Al203-YAGマトリックスの場合は、1300℃での曲げ強度が780MPaであり常温の破壊エネルギーも14000J/m2に達した。しかし、界面強度調整のためのグラファイトの酸化問題と、強...

【キーワード】アコースティック・エミッション / 逆演算 / 定量非破壊 / マイクロクラック / 複合材料 (他12件)

【概要】アコースティック・エミッション(AE)変換子で検出した微視割れを、逆演算解析することにより動的に定量評価を行い、かつ超音波探傷子により微視割れ合体の大きさを同定する新しいタイプの非破壊評価機器を開発を行ない、金属、複合材料、セラミックスコーティングの非破壊評価を行った。超音波逆演算装置の開発では、検出されたAE信号V(t)の逆演算を行うことで、割れ体積D(t)を導出し、弾性論による円柱クラックモ...

❏アコースティック・エミッションの波形解析によるセラミックスの微小亀裂の同定(59470060)

【研究代表者】安田栄一東京工大, 工業材料研究所, 助教授 (70016830)

【研究期間】1984 - 1986

【キーワード】アコースティック・エミッション / AE / セラミックス / 微小き裂 / 破壊靭性 (他7件)

【概要】セラミックスは靭性に乏しく、き裂の発生伝播を検出し、き烈の種類を同定することは極めて重要である。本研究はき裂の同定をAE法で行おうとするものである。本年度は以下のような知見を得た。 (1):AE法によるセラミックスの靭性評価:IM法において、メディアンき裂の発生に伴なうAEに含まれる情報の内、破壊靭性評価に直接関係するものは縦波の最初の部分であり、振巾値の二乗すなわちAEのエネルギーはき裂の面積に...

【工学】総合工学：極低温燃料タンク／複合材料を含む研究件

【キーワード】構造・材料 / 極低温燃料タンク / 複合材料 / 構造・機能材料 / 宇宙輸送機 (他7件)

【概要】宇宙輸送機用極低温燃料タンクへの炭素繊維複合材料(CFRP)の適用性評価を目的として、タンク構造に作用する荷重(引張及び面外荷重)を想定した繰返し荷重下におけるCFRP内の累積損傷挙動把握と燃料漏洩量との関連を実験的に調査した。微視的損傷などの発生・累積挙動を把握すると共に、致命的な燃料漏洩が生じる閾値を見出し、CFRPタンクが健全に製造されれば、ある程度の荷重や繰り返し数までは、安全性を保てるこ...

❏将来航空機の水素燃料タンク用複合材料の力学特性評価に関する研究(18760611)

【研究代表者】横関智弘東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (50399549)

【キーワード】航空宇宙構造 / 複合材料 / 水素燃料 / 極低温燃料タンク

【概要】航空機の環境適合性向上技術の1つとして水素燃料使用が挙げられるが、航空機への搭載体積及び重量の観点から液体水素貯蔵タンクの軽量化、特に極低温複合材タンクの実現が技術課題である。本研究では構造破壊の主要原因となる熱膨張ミスマッチの低減を目的として、チラノ繊維と高靭性エポキシを使用した複合材料(SiC-FRP)のタンク構造への適用性評価を実施した。特にSiC-FRPの極低温環境下での力学特性及び破壊力...

【工学】総合工学：動的解析／複合材料を含む研究件

【キーワード】宇宙構造物 / パッシングコントロ-ル / アクティブコントロ-ル / シェル / 複合材料 (他9件)

【概要】本年度は以下の研究を行った。 (1)ケ-ブルのアクティブコントロ-ルケ-ブルの張力制御によるアクティブスティフネスコントロ-ルを理論的に、また実験的に検討し,その有効性を確認した。さらに、ケ-ブル系構造物に適用した際の問題点をシミュレ-ションにより明らかにした。 (2)マルティプルダンパ-性能評価従来の同調質量減衰器(TMD)を拡張し、その固有振動数を構造物の固有振動数まわりに分布させたマルテ...

【工学】総合工学：振動／複合材料を含む研究件

【概要】本研究では定常加振下の動的X線CT手法を構築し，材料内部の変形挙動を直接評価することで振動減衰のメカニズム解明に取り組む．減衰特性はエネルギーの散逸が発生した巨視的な結果として現れる．そのため，微粒子／ゴム界面状態，ひずみ分布を観察することでエネルギー散逸機構が明らかになれば，粘弾性材料に複合化する微粒子の形状，量や配向などの配合条件から所望の減衰特性を持つ制振材を設計できる．一般的にX線CTは対...

【工学】総合工学：アクチュエータ／複合材料を含む研究件

【キーワード】インテリジェント化 / 複合材料 / アクチュエータ / マトリックスき裂 / CFRP (他12件)

【概要】前年度において,一液性熱硬化型のエポキシ樹脂を熱により作動するカプセル内に封入して,貼付補修用アクチュエータとする手法を提案し,接着剤の軟化,放出,硬化を行うアクチュエータとしての動作確認を行い,予めコンクリート中に埋め込んでおいた接着カプセル封入アクチュエータを熱により作動させ,コンクリート表面に張り付けたCFRPのはく離の補修を行い,補修後の3点曲げ試験により補修が十分行われたことが確認できた...

【工学】総合工学：シミュレーション／複合材料を含む研究件

【概要】令和二年度において，当初予定であった事項を修正して，短繊維を含んだ複合材フィラメントの３Dプリントの二次元印刷プロセスがMoving Particle Semi-implicit (MPS)法でシミュレーションできるようになり，実験と比較して９０％以上の形状類似性が得られた。令和三年度では，これを三次元に拡張することを目的として研究を遂行した。三次元へのMPS法シミュレーション手法の拡張そのもの...

❏マルチスケールモデリングと非破壊評価に基づく複合材料の破壊現象に関する研究(17F17707)

【研究期間】2017-10-13 - 2019-03-31

【研究種目】特別研究員奨励費

【研究代表者】高橋淳東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (10222085)

【キーワード】複合材料 / 力学特性 / シミュレーション / composite material

【概要】炭素繊維強化プラスチックス（CFRP）は既に航空機等で実用化され、特にその優れた軽量特性が知られているが、その世界需要は年間10万トン程度であり、世界で年間1億台生産されている量産車を軽量化して温暖化対策に寄与したり電気自動車化を加速させるには量産性（年産10万トン→数千万トン）・低コスト性（10000円/kg→1000円/kg）・リサイクル性・複雑形状成形性など解決すべき課題が多い。研究室では...

【概要】航空機の複合材構造において、雷撃時の構造安全性を担保することは必須である。そこで本研究では、力学特性、耐熱性、成形性等を維持しつつ、導電性を制御可能な航空機構造用CFRPの創出と雷撃損傷挙動の解明を目的とした。その結果、ポリアニリン（PANI）系導電性樹脂および配向カーボンナノチューブ（CNT）を適用することでCFRPの導電性制御を実現できることを実証した。また、導電性を制御したCFRPに対して模...

【工学】総合工学：重合メッシュ法／複合材料を含む研究件

【キーワード】不均質性 / 階層モデル / マルチスケール解析 / 均質化法 / 重合メッシュ法 (他13件)

【概要】繊維強化型・粒子分散型複合材料や多孔質材料よりなる大型構造物を対象とし,線形・非線形均質化法と重合メッシュ法を併用した新しいマルチスケール解析手法を開発した.実際の材料のモデル化を行い,実験や従来型の数値解析との比較から妥当性,信頼性および実用性を検証するため,大規模解析を通常のパソコンで行うための高速シミュレータも開発した.対象材料の観点から,織物や編物といったテキスタイルを強化材とした高分子系...

【工学】総合工学：計測システム／複合材料を含む研究件

【概要】本研究では,静荷重に対する評価手法に基づき,塑性関節における動的効果を実験的に求めることにより,薄肉管の衝撃軸圧潰特性を評価する手法を提案した.すなわち,塑性関節における動的効果にあらかじめ著者らによって行われた板材の衝撃三点曲げ試験の結果から得られた塑性関節における,曲げ角速度に対する全塑性曲げモーメントの構成式を用いた.そして,この解析結果と実験結果との比較を行うことにより,本解析法の妥当性を...

【工学】総合工学：エネルギー／複合材料を含む研究件

【概要】電流産生菌の一種であるShewanella loihica PV-4が酸化鉄を豊富に含む深海底から採取されたことに着想を得て、電気化学系に半導体特性を有する酸化鉄のナノコロイドを添加した。すると、微生物がナノコロイドの半導体特性を利用した長距離電子伝達経路を自己構築し、その結果、電流生成能が50倍と飛躍的に増大する現象を見出した。これは、深海底における微生物と鉱物が作り出す新しい生体電子伝達経路の...

【概要】本研究では、ヘテロ2核金属錯体の金属間電荷移動遷移(MMCT)を利用した全無機分子光材料の合成を行なってきた。メソポーラスシリカ細孔内に合成したTi(IV)-O-Ce(III)/SiO_2は、可視光域にMMCT由来の強い吸収を持つこと、そして有機物の光酸化分解反応に対して可視光応答性を示すことを見出した。 ...

❏B-H系錯体水素化物の機能設計マップ -基礎物性からエネルギー関連機能への展開-(18206073)

【概要】B(ホウ素)-H(水素)系錯体水素化物でのエネルギー関連機能や基礎物性などに関わる研究を実施した。「高密度水素貯蔵機能」に加えて、構造相転移に伴う「マイクロ波吸収(自己発熱)機能」やその要因となる「リチウム超イオン伝導機能」などを見出した。これらの革新的機能は、「水素貯蔵技術とマイクロ波利用技術との融合研究」や「新たなリチウムイオン電池用固体電解質の開発研究」など、多様なエネルギー応用の観点から極...

【工学】総合工学：データ同化／複合材料を含む研究件

【キーワード】航空宇宙工学 / スマート構造システム / 不確定性伝播モデル / ロバスト最適設計 / 高精度画像計測 (他12件)

【概要】本研究では，次世代の宇宙ミッションに求められる宇宙構造システムとして，環境の変化に応じて形状を変化させることができる「宇宙スマート構造システム」に着目した．そして，このシステムを実現するために不可欠な「計算機検証と試験検証とを融合した設計検証法」を確立することを目的とした．計算機検証では不確定性のある環境下での性能評価法の確立を，試験検証法では主に熱変形やその不確定性に着目した試験検証法の確立をめ...

【工学】総合工学：マルチスケール解析／複合材料を含む研究件

【キーワード】不均質性 / 階層モデル / マルチスケール解析 / 均質化法 / 重合メッシュ法 (他13件)

【概要】繊維強化型・粒子分散型複合材料や多孔質材料よりなる大型構造物を対象とし,線形・非線形均質化法と重合メッシュ法を併用した新しいマルチスケール解析手法を開発した.実際の材料のモデル化を行い,実験や従来型の数値解析との比較から妥当性,信頼性および実用性を検証するため,大規模解析を通常のパソコンで行うための高速シミュレータも開発した.対象材料の観点から,織物や編物といったテキスタイルを強化材とした高分子系...

【工学】総合工学：自然エネルギー／複合材料を含む研究件

【概要】本研究は潮流発電用複合材料製タービンブレードの実現を目標に、高せん断強度を持つ複合材料・構造の研究、複合材料ブレードのスマートストラクチャー化の研究、複合材料ブレードの成形技術の研究をすすめ、スケールモデルの評価試験を実施し、その結果から、日本近海への設置が検討されている潮流発電設備に適用可能な大型・実大タービンブレードを複合材料にて製造するための設計技術、製造技術について検討・評価し、その成立性...

【工学】総合工学：有限要素法／複合材料を含む研究件

【概要】負の熱膨張率を有するセラミック粒子（Zr2WP2O12とZr2MoP2O12）を合成し、ポリイミドと複合化することで熱膨張率が20 ppm/K以下のポリマー／セラミックス複合材を作製した。まず、Zr2MoP2O12の焼結体を作製し、その熱的機械的性質を明らかにした。次に、ポリマー／セラミックス複合材を作製した。ポリマーの前駆体とセラミック粒子の混合プロセス、ポリマーの重合プロセスを最適化することで...

【概要】炭素繊維強化プラスチック積層板の強化繊維の炭素繊維をそのままセンサとして用いる自己損傷検知手法に熱変形の前後で電気抵抗を測定して差異を統計的に判定する手法を提案している.ジュール発熱を利用し,冷却過程でブロックごとの電気抵抗を測定し,電気抵抗変化の統計的関係の変化から,周囲との差異を検出する.この手法を衝撃荷重後の損傷,初期欠陥に適用し,実験的に検証した.また,電極損傷時にも有効に損傷の有無を検知...

【総合生物】生体分子化学：親水性／複合材料を含む研究件

【キーワード】ナノファイバ / 光グラフト重合 / 表面改質 / 親水性 / 生体適合性 (他16件)

【概要】本研究では，当研究室のこれまでの研究成果である「ナノファイバー」、「紫外線照射による光グラフト重合法」、「機能性評価」に関する知見の融合を試み，光グラフト重合法による表面改質を用いた新規機能性ナノファイバーの創製を試みた．その結果，汎用性の高いポリマーを使ったナノファイバー作製に成功した．また，伸縮性と高い弾性率からさまざまな用途に使われているポリウレタンをナノファイバー化し，アクリル酸の光グラフ...

【総合生物】生体医工学・生体材料学：アパタイト複合体／複合材料を含む研究件

【キーワード】水酸アパタイト / リン酸カルシウム / アパタイト複合体 / 生体親和性 / 破壊靭性 (他12件)

【概要】整形外科領域において人工材料の使用頻度は年々増加している。ところが、臨床報告の蓄積に伴って、生体材料から受ける様々な問題点が明らかになってきた。特に、長期間使用した場合の問題点は、生体骨と材料との界面に生ずるゆがみ(ルーズニング)である。ルーズニングの原因は、(1)材料と生体骨との機械的特性(特に靭性)の違いが大きすぎること、(2)材料と生体骨との結合界面に柔軟性が乏しく、応力集中を受けることにあ...

【総合生物】生体医工学・生体材料学：生体活性セラミクス／複合材料を含む研究件

【キーワード】水酸アパタイト / リン酸カルシウム / アパタイト複合体 / 生体親和性 / 破壊靭性 (他12件)

【概要】整形外科領域において人工材料の使用頻度は年々増加している。ところが、臨床報告の蓄積に伴って、生体材料から受ける様々な問題点が明らかになってきた。特に、長期間使用した場合の問題点は、生体骨と材料との界面に生ずるゆがみ(ルーズニング)である。ルーズニングの原因は、(1)材料と生体骨との機械的特性(特に靭性)の違いが大きすぎること、(2)材料と生体骨との結合界面に柔軟性が乏しく、応力集中を受けることにあ...

【総合生物】生体医工学・生体材料学：リン酸三カルシウム／複合材料を含む研究件

【キーワード】水酸アパタイト / リン酸カルシウム / アパタイト複合体 / 生体親和性 / 破壊靭性 (他12件)

【概要】整形外科領域において人工材料の使用頻度は年々増加している。ところが、臨床報告の蓄積に伴って、生体材料から受ける様々な問題点が明らかになってきた。特に、長期間使用した場合の問題点は、生体骨と材料との界面に生ずるゆがみ(ルーズニング)である。ルーズニングの原因は、(1)材料と生体骨との機械的特性(特に靭性)の違いが大きすぎること、(2)材料と生体骨との結合界面に柔軟性が乏しく、応力集中を受けることにあ...

【総合生物】生体医工学・生体材料学：人工骨／複合材料を含む研究件

【キーワード】水酸アパタイト / リン酸カルシウム / アパタイト複合体 / 生体親和性 / 破壊靭性 (他12件)

【概要】整形外科領域において人工材料の使用頻度は年々増加している。ところが、臨床報告の蓄積に伴って、生体材料から受ける様々な問題点が明らかになってきた。特に、長期間使用した場合の問題点は、生体骨と材料との界面に生ずるゆがみ(ルーズニング)である。ルーズニングの原因は、(1)材料と生体骨との機械的特性(特に靭性)の違いが大きすぎること、(2)材料と生体骨との結合界面に柔軟性が乏しく、応力集中を受けることにあ...

【総合生物】生体医工学・生体材料学：生体親和性／複合材料を含む研究件

【キーワード】水酸アパタイト / リン酸カルシウム / アパタイト複合体 / 生体親和性 / 破壊靭性 (他12件)

【概要】整形外科領域において人工材料の使用頻度は年々増加している。ところが、臨床報告の蓄積に伴って、生体材料から受ける様々な問題点が明らかになってきた。特に、長期間使用した場合の問題点は、生体骨と材料との界面に生ずるゆがみ(ルーズニング)である。ルーズニングの原因は、(1)材料と生体骨との機械的特性(特に靭性)の違いが大きすぎること、(2)材料と生体骨との結合界面に柔軟性が乏しく、応力集中を受けることにあ...

【総合生物】生体医工学・生体材料学：バイオマテリアル／複合材料を含む研究件

【キーワード】タンパク質 / タンパク質材料 / ソフトマテリアル / 界面活性剤 / 分子集合 (他12件)

【概要】タンパク質は精緻な構造を持った機能性分子であり材料科学への広い応用が期待される。本研究では高タンパク質含有量(120-310mg/mL)の水と分離した液状材料を、タンパク質と陰イオン性および陽イオン性界面活性剤の単純な混合により開発した。この材料は、タンパク質と界面活性剤は静電相互作用により複合化し、その複合体が疎水相互作用によって会合するという階層的な構造を有する。界面活性剤の親水部が水を保持...

【キーワード】バイオマテリアル / ポーラスチタン / 骨折部内固定材 / リン酸カルシウム / 複合材料 (他14件)

【概要】3年間の研究期間を通じて,放電プラズマ焼結法(SPS法)によって,ポーラスメタルの空孔内にβ-TCP(リン酸三カルシウム)などの生分解性リン酸カルシウム系セラミックスを充てんした複合材料(ハイブリッドバイオマテリアル)を開発した.計画1年目は,市販のチタンビーズと市販セラミックス試薬を用いてポーラスTiとリン酸カルシウムからなる複合材を作製した.作成にはSPS法を用いた.作製した試料を用いて,圧縮...

【農学】農業工学：寸法安定性／複合材料を含む研究件

【概要】ある種の繊維強化プラスチック(FRP)積層板では、特定の面内方向について熱膨張係数(CTE)をゼロまたは負とする積層構成が可能である。従来、この特異熱膨張挙動は、軸方向のCTEが本質的に負である炭素繊維(CF)やケブラー繊維(KF)を用いたFRPについてのみ報告されており、ガラス繊維強化プラスチック(GFRP)系では報告例が全くない。本研究では、安価な汎用GFRPでも同様の挙動が見いだされれば、そ...

【農学】農芸化学：複合体／複合材料を含む研究件

【概要】負の熱膨張率を有するセラミック粒子（Zr2WP2O12とZr2MoP2O12）を合成し、ポリイミドと複合化することで熱膨張率が20 ppm/K以下のポリマー／セラミックス複合材を作製した。まず、Zr2MoP2O12の焼結体を作製し、その熱的機械的性質を明らかにした。次に、ポリマー／セラミックス複合材を作製した。ポリマーの前駆体とセラミック粒子の混合プロセス、ポリマーの重合プロセスを最適化することで...

【農学】生産環境農学：固相反応／複合材料を含む研究件

【キーワード】メカニカルアロイング / メカノケミストリー / 金属間化合物 / 固相反応 / 反応ミリング (他9件)

【概要】1.反応系の系統化:金属(Zr,Ti,Ni,Nb,Al)-ヘプタン系及びTi-セラミックス(Si_3N_4、SiC)系について、メカニカルアロイングにおける反応性をミリングによる蓄積エネルギーと関連づけた。DSC測定から求めた蓄積エネルギーと化学分析から求めた反応量とに明確な関連が確かめられた。反応の開始はミリングによるエネルギー蓄積の大きいZr,Tiの順で早期に開始されること、また反応開始に潜伏...

【農学】森林圏科学：1,4グリコシド結合の切断／複合材料を含む研究件

【キーワード】環境材料 / 複合材料 / ナノ粒子 / メカノケミカル反応 / セルロース (他10件)

【概要】微結晶セルロース(MCC)のナノ粒子化に伴うグリコシド結合の切断により生成するMCCメカノラジカルをメタクリル酸メチル(MMA)の重合開始剤とし、MCC-PMMAブロック共重合体の合成(主鎖の化学修飾)に成功した。MCC-PMMAブロック共重合体で表面化学修飾されたMCCナノ粒子は、充填剤として用いられ新規複合材料が創製された。また、MCC-PMMAブロック共重合体の透明フイルム(新規材料)を得る...

【農学】森林圏科学：セルロース／複合材料を含む研究件

【キーワード】環境材料 / 複合材料 / ナノ粒子 / メカノケミカル反応 / セルロース (他10件)

【概要】微結晶セルロース(MCC)のナノ粒子化に伴うグリコシド結合の切断により生成するMCCメカノラジカルをメタクリル酸メチル(MMA)の重合開始剤とし、MCC-PMMAブロック共重合体の合成(主鎖の化学修飾)に成功した。MCC-PMMAブロック共重合体で表面化学修飾されたMCCナノ粒子は、充填剤として用いられ新規複合材料が創製された。また、MCC-PMMAブロック共重合体の透明フイルム(新規材料)を得る...

【農学】森林圏科学：セルロースナノファイバー／複合材料を含む研究件

【キーワード】セルロースナノファイバー / エマルション / マイクロ粒子 / ナノセルロース / コアシェル (他7件)

【概要】セルロースナノファイバーは植物由来の超微細繊維であり、機能性材料化へ向けてナノファイバーの精密な集積・成形技術が求められています。本研究では、木材由来セルロースナノファイバーを微細粒子表面で薄膜状に精密集積する技術を、水中・常圧・低温という温和な条件で確立しました。粒子表面でセルロースナノファイバーは厚さ約10 nmの均一な膜を形成しており、薬剤や金属イオンを高効率で担持/放出する性質を有していま...

【農学】森林圏科学：マイクロ粒子／複合材料を含む研究件

【キーワード】セルロースナノファイバー / エマルション / マイクロ粒子 / ナノセルロース / コアシェル (他7件)

【概要】セルロースナノファイバーは植物由来の超微細繊維であり、機能性材料化へ向けてナノファイバーの精密な集積・成形技術が求められています。本研究では、木材由来セルロースナノファイバーを微細粒子表面で薄膜状に精密集積する技術を、水中・常圧・低温という温和な条件で確立しました。粒子表面でセルロースナノファイバーは厚さ約10 nmの均一な膜を形成しており、薬剤や金属イオンを高効率で担持/放出する性質を有していま...

【農学】森林圏科学：TEMPO酸化／複合材料を含む研究件

【研究代表者】藤澤秀次国立研究開発法人森林総合研究所, 森林資源化学研究領域, 研究員 (80756453)

【概要】セルロースナノファイバー（ＣＮＦ）と汎用疎水性高分子（ポリスチレンおよびポリメチルメタクリレート）の均一複合化手法を開発し、力学物性および熱機械物性について調べた。幅3 nmのＣＮＦが高分子と均一に複合化されることで、得られるＣＮＦ/高分子複合材料は高い透明性を示した。また、ＣＮＦ添加量に伴って材料のヤング率、強度および熱寸法安定性が向上した。本成果は、今後のCNF/高分子複合材料の基礎的知見とし...

【農学】森林圏科学：ナノセルロース／複合材料を含む研究件

❏ナノセルロースの補強性能を引き出す環境調和型マテリアルプロセッシング(20K15567)

【研究種目】若手研究

【キーワード】ナノセルロース / 複合材料 / エマルション

【概要】ナノセルロースは植物由来の高強度繊維であり、炭素繊維やガラス繊維に代わる持続可能なポリマー補強材料として利用が期待されている。ナノセルロースの補強効果をポリマー中で発揮するためには、両者をナノレベルで均一に複合化する必要がある。本研究では、有機溶媒を用いずにナノセルロースとポリマーを均一複合化する材料加工技術開発を行う。研究方法として、これまでに申請者が確立している完全水系プロセスによって、均一な...

【キーワード】セルロースナノファイバー / エマルション / マイクロ粒子 / ナノセルロース / コアシェル (他7件)

【概要】セルロースナノファイバーは植物由来の超微細繊維であり、機能性材料化へ向けてナノファイバーの精密な集積・成形技術が求められています。本研究では、木材由来セルロースナノファイバーを微細粒子表面で薄膜状に精密集積する技術を、水中・常圧・低温という温和な条件で確立しました。粒子表面でセルロースナノファイバーは厚さ約10 nmの均一な膜を形成しており、薬剤や金属イオンを高効率で担持/放出する性質を有していま...

【研究代表者】藤澤秀次国立研究開発法人森林総合研究所, 森林資源化学研究領域, 研究員 (80756453)

【概要】セルロースナノファイバー（ＣＮＦ）と汎用疎水性高分子（ポリスチレンおよびポリメチルメタクリレート）の均一複合化手法を開発し、力学物性および熱機械物性について調べた。幅3 nmのＣＮＦが高分子と均一に複合化されることで、得られるＣＮＦ/高分子複合材料は高い透明性を示した。また、ＣＮＦ添加量に伴って材料のヤング率、強度および熱寸法安定性が向上した。本成果は、今後のCNF/高分子複合材料の基礎的知見とし...

【農学】森林圏科学：メカノケミカル反応／複合材料を含む研究件

【キーワード】グラフェン / 量産化 / メカノケミカル法 / 複合材料 / メカノケミカル反応 (他11件)

【概要】ナノ強化による複合材料の機械的特性の向上をはかることを目的に、ナノ材料の一つであるグラフェンを量産化させるプロセスを構築した。グラフェンはグラファイトを剥離して薄層化することで得られる。液中でグラファイトを剥離してグラフェンを取り出す液相剥離法が最も安価にグラフェンを量産化できる。本研究では、液相剥離法の前処理方法として、塩と黒鉛の混合物をボールミルによりメカノケミカル反応させることで、グラファイ...

【キーワード】環境材料 / 複合材料 / ナノ粒子 / メカノケミカル反応 / セルロース (他10件)

【概要】微結晶セルロース(MCC)のナノ粒子化に伴うグリコシド結合の切断により生成するMCCメカノラジカルをメタクリル酸メチル(MMA)の重合開始剤とし、MCC-PMMAブロック共重合体の合成(主鎖の化学修飾)に成功した。MCC-PMMAブロック共重合体で表面化学修飾されたMCCナノ粒子は、充填剤として用いられ新規複合材料が創製された。また、MCC-PMMAブロック共重合体の透明フイルム(新規材料)を得る...

【農学】森林圏科学：β1,4グリコシド結合の切断／複合材料を含む研究件

【キーワード】環境材料 / 複合材料 / ナノ粒子 / メカノケミカル反応 / セルロース (他10件)

【概要】微結晶セルロース(MCC)のナノ粒子化に伴うグリコシド結合の切断により生成するMCCメカノラジカルをメタクリル酸メチル(MMA)の重合開始剤とし、MCC-PMMAブロック共重合体の合成(主鎖の化学修飾)に成功した。MCC-PMMAブロック共重合体で表面化学修飾されたMCCナノ粒子は、充填剤として用いられ新規複合材料が創製された。また、MCC-PMMAブロック共重合体の透明フイルム(新規材料)を得る...

【農学】森林圏科学：表面化学修飾／複合材料を含む研究件

【キーワード】環境材料 / 複合材料 / ナノ粒子 / メカノケミカル反応 / セルロース (他10件)

【概要】微結晶セルロース(MCC)のナノ粒子化に伴うグリコシド結合の切断により生成するMCCメカノラジカルをメタクリル酸メチル(MMA)の重合開始剤とし、MCC-PMMAブロック共重合体の合成(主鎖の化学修飾)に成功した。MCC-PMMAブロック共重合体で表面化学修飾されたMCCナノ粒子は、充填剤として用いられ新規複合材料が創製された。また、MCC-PMMAブロック共重合体の透明フイルム(新規材料)を得る...

【農学】森林圏科学：透明膜／複合材料を含む研究件

【キーワード】環境材料 / 複合材料 / ナノ粒子 / メカノケミカル反応 / セルロース (他10件)

【概要】微結晶セルロース(MCC)のナノ粒子化に伴うグリコシド結合の切断により生成するMCCメカノラジカルをメタクリル酸メチル(MMA)の重合開始剤とし、MCC-PMMAブロック共重合体の合成(主鎖の化学修飾)に成功した。MCC-PMMAブロック共重合体で表面化学修飾されたMCCナノ粒子は、充填剤として用いられ新規複合材料が創製された。また、MCC-PMMAブロック共重合体の透明フイルム(新規材料)を得る...

【農学】水圏応用科学：微生物／複合材料を含む研究件

【概要】電流産生菌の一種であるShewanella loihica PV-4が酸化鉄を豊富に含む深海底から採取されたことに着想を得て、電気化学系に半導体特性を有する酸化鉄のナノコロイドを添加した。すると、微生物がナノコロイドの半導体特性を利用した長距離電子伝達経路を自己構築し、その結果、電流生成能が50倍と飛躍的に増大する現象を見出した。これは、深海底における微生物と鉱物が作り出す新しい生体電子伝達経路の...

【農学】水圏応用科学：バイオミネラリゼーション／複合材料を含む研究件

【キーワード】ハイブリッド材料 / 自己組織化 / バイオミネラリゼーション / 結晶成長 / コロイド粒子 (他16件)

【概要】水溶性高分子によって安定化した無機結晶のアモルファス前駆体の結晶化を、高分子基板で制御することにより、形状や配向を制御したヒドロキシアパタイトや酸化亜鉛の薄膜結晶を作製する手法を開発した。また、アモルファス無機粒子を異方的なコロイド結晶へと制御して変化させることにより、世界初となる炭酸カルシウムやヒドロキシアパタイトの液晶化にも成功した。さらに高分子ゲルと無機結晶を精密に複合化することにより、透明...

【医歯薬学】内科系臨床医学：c ／複合材料を含む研究件

【概要】昨年までの原子状酸素照射実験の結果、試験片の質量損失は照射時間にほぼ比例することが分かった。また、試験片表面の温度が劣化に深くかかわっていることが分かった。これらの結果を踏まえて、今年度は、より原子状酸素の照射速度を高めるためDCアークジェットの改良型を試作した。これを、超高真空状態を実現可能なスペースチャンバ内に設置し、3種類の試験片(グラファイト、C/C、Si-CC)について照射実験を行った。...

【医歯薬学】外科系臨床医学：ステント／複合材料を含む研究件

【キーワード】ナノファイバ / 光グラフト重合 / 表面改質 / 親水性 / 生体適合性 (他16件)

【概要】本研究では，当研究室のこれまでの研究成果である「ナノファイバー」、「紫外線照射による光グラフト重合法」、「機能性評価」に関する知見の融合を試み，光グラフト重合法による表面改質を用いた新規機能性ナノファイバーの創製を試みた．その結果，汎用性の高いポリマーを使ったナノファイバー作製に成功した．また，伸縮性と高い弾性率からさまざまな用途に使われているポリウレタンをナノファイバー化し，アクリル酸の光グラフ...

【医歯薬学】外科系臨床医学：ステントグラフト／複合材料を含む研究件

【キーワード】ナノファイバ / 光グラフト重合 / 表面改質 / 親水性 / 生体適合性 (他16件)

【概要】本研究では，当研究室のこれまでの研究成果である「ナノファイバー」、「紫外線照射による光グラフト重合法」、「機能性評価」に関する知見の融合を試み，光グラフト重合法による表面改質を用いた新規機能性ナノファイバーの創製を試みた．その結果，汎用性の高いポリマーを使ったナノファイバー作製に成功した．また，伸縮性と高い弾性率からさまざまな用途に使われているポリウレタンをナノファイバー化し，アクリル酸の光グラフ...

【医歯薬学】歯学：ナノテクノロジー／複合材料を含む研究件

❏異種のポリマ‐ポリマ複合化を実現する新しい１次元分散型異方性複合材料の創製（国際共同研究強化）(15KK0244)

【キーワード】複合材料 / コンポジット / ファイバー / エレクトロスピニング / ポリマー (他8件)

【概要】本研究では、研究代表者が基盤研究Aで実験的に実現しようとしているポリマナノ複合材料の研究をおし進め、新規物性を有する複合材料を効率的に創り出すことを目的としている。特に本研究では、材料どうしの機械的な複合と化学的な相溶という2種類のスケールの違う複合化に着目し、その2点を融合し、機械的複合化で生じた界面エラー（低接着、ボイド）等のボトムアップ対策を研究してきた。具体的には、化学的な相溶性を考慮し、...

【医歯薬学】歯学：海綿骨／複合材料を含む研究件

【キーワード】マルチスケール法 / 確率均質化法 / モンテカルロ法 / サンプリング / 複合材料 (他16件)

【概要】工業材料や生体組織にみられる階層構造のマルチスケールモデリングにおいて、ミクロスケールの情報に含まれる不確かさ・ばらつきを考慮した確率的マルチスケール法の体系的な数理モデル記述法を見出し、その解法として一次漸近展開に基づく確率均質化法を核としたシミュレーション法を確立した。球状多孔質材料、コーティング粒子分散型複合材料ならびに多孔質な生体海綿骨にそれぞれ適用し、マクロ特性の分散の予測、確率的感度解...

【医歯薬学】歯学：CT ／複合材料を含む研究件

【概要】本研究では定常加振下の動的X線CT手法を構築し，材料内部の変形挙動を直接評価することで振動減衰のメカニズム解明に取り組む．減衰特性はエネルギーの散逸が発生した巨視的な結果として現れる．そのため，微粒子／ゴム界面状態，ひずみ分布を観察することでエネルギー散逸機構が明らかになれば，粘弾性材料に複合化する微粒子の形状，量や配向などの配合条件から所望の減衰特性を持つ制振材を設計できる．一般的にX線CTは対...

【医歯薬学】歯学：力学的性質／複合材料を含む研究件

【キーワード】力学的性質 / 破壊靭性 / 小角X線散乱 / シンクロトロン放射光 / クレーズ (他12件)

【概要】カーボンナノチューブ(CNT)を添加した高分子複合材料の力学的性質に関して近年多数の研究報告がなされているが,CNTの添加効果は系に依存して大きく異なり,必ずしも力学的性質の向上が得られるとは限らない。これは,高分子とCNTの相互作用が高分子の種類やCNT表面の状態に依存することの他に,CNTの凝集体が破壊の起点となることや,試験片形状の影響などが考えられる。本研究では,CNT,気相成長炭素繊維,...

【医歯薬学】薬学：自己組織化／複合材料を含む研究件

【キーワード】ハイブリッド材料 / 自己組織化 / バイオミネラリゼーション / 結晶成長 / コロイド粒子 (他16件)

【概要】水溶性高分子によって安定化した無機結晶のアモルファス前駆体の結晶化を、高分子基板で制御することにより、形状や配向を制御したヒドロキシアパタイトや酸化亜鉛の薄膜結晶を作製する手法を開発した。また、アモルファス無機粒子を異方的なコロイド結晶へと制御して変化させることにより、世界初となる炭酸カルシウムやヒドロキシアパタイトの液晶化にも成功した。さらに高分子ゲルと無機結晶を精密に複合化することにより、透明...

【概要】液晶の自己組織化ナノ構造を活用した規則構造を有する高分子材料は様々な機能性材料となることが期待される。本研究では、ブルー相構造規則構造を形成する液晶高分子および超分子液晶を開発した。新規に開発した重合性ネマチック液晶および超分子ネマチック液晶にキラル剤を添加することにより、ブルー相を発現させた。さらに重合性のブルー相について光重合を行うことにより、安定なブルー相構造を有する高分子膜を作製した。得ら...

【医歯薬学】薬学：分子集合／複合材料を含む研究件

【キーワード】タンパク質 / タンパク質材料 / ソフトマテリアル / 界面活性剤 / 分子集合 (他12件)

【概要】タンパク質は精緻な構造を持った機能性分子であり材料科学への広い応用が期待される。本研究では高タンパク質含有量(120-310mg/mL)の水と分離した液状材料を、タンパク質と陰イオン性および陽イオン性界面活性剤の単純な混合により開発した。この材料は、タンパク質と界面活性剤は静電相互作用により複合化し、その複合体が疎水相互作用によって会合するという階層的な構造を有する。界面活性剤の親水部が水を保持...

【医歯薬学】薬学：ラジカル／複合材料を含む研究件

【概要】安定有機ラジカルのSOMO(Singly Occupied Molecular Orbital)上の電子交換反応に基づく局在型電荷授受と、π共役(HOMO-LUMO)のドープに基づく非局在型電荷伝播を組み込んだ有機蓄電材料の創出を目的とした。気相(酸化)重合法に着眼し、予めラジカル(反応活性種)を酸化剤で不活化することで重合阻害なく導電性高分子(例えばPEDOT)をその場(in-situ)形成、得...

【医歯薬学】薬学：品質保証／複合材料を含む研究件

❏光ファイバライフサイクルモニタリング援用革新複合材構造の知的ものづくり科学の構築(26220912)

【キーワード】複合材料 / CFRP / 光ファイバセンサ / 成形プロセス / モニタリング (他9件)

【概要】光ファイバ温度・ひずみ同時計測技術を、炭素繊維強化プラスチック（CFRP）の新規成形プロセスに適用可能なレベルまで向上させ、CFRPの成形、加工、組立、運用に渡るライフサイクルモニタリング技術として提案し、CFRPの品質保証・保守技術としての有用性を実証した。まず、埋め込み光ファイバ援用CFRP成形中その場物性評価基盤技術を構築し、従来では不可能であった成形途中の物性値の時間的変化を測定し、実用的...

【医歯薬学】薬学：タンパク質／複合材料を含む研究件

【キーワード】タンパク質 / タンパク質材料 / ソフトマテリアル / 界面活性剤 / 分子集合 (他12件)

【概要】タンパク質は精緻な構造を持った機能性分子であり材料科学への広い応用が期待される。本研究では高タンパク質含有量(120-310mg/mL)の水と分離した液状材料を、タンパク質と陰イオン性および陽イオン性界面活性剤の単純な混合により開発した。この材料は、タンパク質と界面活性剤は静電相互作用により複合化し、その複合体が疎水相互作用によって会合するという階層的な構造を有する。界面活性剤の親水部が水を保持...

【医歯薬学】看護学：生体材料／複合材料を含む研究件