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大学編

NO.215
3.1 繊維複合材料
研究者名 劍持 潔
所属 信州大学 繊維学部 機能機械学科 繊維応用力学 教授
研究テーマ 繊維強化複合材料のハイブリッド化による高機能性の発現
概要(文献3)

1.繊維強化複合材料のハイブリッド化による高機能性の発現

繊維強化プラスチック(FRP)の構成素材は、多種類の強化繊維、マトリックス樹脂、フィラーがあり、それらの組み合わせによりいろいろの機能が発見される。その中で、強化繊維をガラス(CF)とカーボン(GF)を混合することにより、CFの高価格を下げ、伸びの大きいFRPとすることができる。このようにFRPの構成素材を複数混合することにより、これまでにない高機能性FRPを研究開発することが本研究の目的の目的である。

繊維強化プラスチック(FRP)はカーボン繊維(CF)とガラス繊維(GF)やアラミド繊維(AF)など繊維同士のハイブリッドの他に各種フィラーのハイブリッド化が考えられている。本年度はCF/GFのイントラハイブリッド材および表面層から中央層に向けてCFの含有率に傾斜をつけた傾斜イントラハイブリッド材のクリープ下におけるハイブリッド効果を明らかにした。すなわち、単一強化FRPに比べハイブリッド化することによりクリープ変化は大きいものの最終破壊(1000時間)が起こりにくいことがわかった。


2.繊維強化複合材料・構造体の“その場”成形技術

カイコがまゆを創るように、また、クモが決められた空間に巣を造るように、離島、極地、砂漠など工業地帯から隔離された場所で繊維強化プラスチックを用いて、"その場"で複合材料部材・構造体を創造する技術を研究開発する。2本のマニピュレータ成形機が螺旋状の動きとタイミングよく波形のウェブの動きで円形ドーム型骨組構造体を対象とした。その場合、螺旋状部材とウェブ部材とを接合することにより構造体を成形していくことになる。そのため、両部材の接合部位における@樹脂の硬化状態、Aラップ長さを系統的に変えた接着力試験を行い、最適な接合条件を明らかにする。本年度はマニピュレータ1と2の圧締圧力の影響とラップ長さの協力長さについて検討した。


3.複合材料の評価,機能性材料の創製に関する研究を進め軟質心材をもつサンドイッチ構造体の応力解析,“質量則”を超える遮音材料の開発

4.安全性と信頼性を保証する自己修復複合材料,環境調和性に寄与する易解体性材料を実現する新概念の提案,機能性マイクロカプセルと繊維強化複合材料技術の統合に


キーワード 複合材料工学(環境調和性知的複合材料)