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CFRPの損傷と電子顕微鏡@苫小牧市テクノセンター

炭素繊維強化プラスチック(CFRP)は近年航空機材料として使われる事が多くなってきました。
CFRPは、まずアクリル繊維の一種であるポリアクリルニトルの繊維を引張力をかけた状態で電気炉で加熱焼成して丈夫な直径数ミクロンの繊維として作ります。この繊維に樹脂となじみやすくする表面加工を施したうえで束ねてエポキシ樹脂をしみこませ板にしたものを層にして重ね合わせて目的の形にします。整形された部材は、オートクレーブとよばれる釜に入れて熱と圧力をかけることで硬く強くします。
CFRPに衝撃力を加えて損傷を作り出す実験を学生とともに行っています。ある程度すすみましたので、昨日苫小牧市テクノセンターへ出向いて走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope; SEM)使って観察してきました。

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とても面白かったですね。
535cfrp この写真は、「絵とき 超音波技術 基礎のきそ」に掲載させていただいたCFRPの損傷写真です。CFRPの層を貫いてクラックが走っています。このクラック、SEMで観察すると面白いよ、という情報を得ていました。
Cfrpcrack こちらは今回撮影した写真の一枚です。何が分かったかは、今ここに書くのは控えますが私にとってはとても興味深い事実でした。
苫小牧市テクノセンターには8年ほど前にSEMを利用させていただきましたが、今回行くと新しいSEMになっていました。操作の多くがパソコンベースになっており、フィラメントの交換作業も非常に簡単になっていました。
担当のS氏には直接の要件だけでなく、SEM以外の設備で可能な事などを教えていただいたり、いろいろな情報を交換したりして、今後これまで以上に気兼ねなく利用できる約束をする事ができました。
そうなってくると、くすぶっていたアイデアがふつふつと沸きあがってきます。やれる事はいろいろありそうです。

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コメント

こんにちは。その昔、出入りしていた研究室にオートクレーブがあり、CFRPの層間剝離をSEMで観察するというような研究をしていました。10年以上前の話ですが、まだCFRPの挙動は解明されていないことが多いのでしょうか?

投稿: KADOTA | 2009年10月30日 (金) 07時53分

今年になって、ボーイング787の主翼取り付け部の強度不足が明らかになりロールアウトがさらに先延ばしになりました。また日本製の次期ジェット旅客機の主翼がCFRPからアルミに変更になったと伝えられています。
この時期になってこの変更は、CFRPに何らかの問題が見つかったと考えるのが自然だと思うのです。

投稿: SUBAL | 2009年10月30日 (金) 19時03分

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