インプリントリソグラフィによる高機能複合材料表面の創成と接着破壊靱性の制御

研究課題

研究責任者	松崎亮介東京理科大学, 理工学部機械工学科, 講師
研究期間 (年度)	2011 – 2012
概要	本研究ではインプリントリソグラフィ技術を用いて、複合材料の成形時に大規模ナノ/マイクロスケールの一括表面修飾を行い、表面機能化を実現する。まず有限要素法を用いて、微細構造が接着破壊靱性に与える影響について検討した。結果アスペクト比A=1.2までき裂はCFRP/接着剤の界面を進展し、以降では接着剤の凝集破壊を伴う破壊に遷移することを明らかにした。さらにアスペクト比が小さい領域では破壊靭性値はA増加に伴い線形に増加するが、A=1.2で最大値を取った後、A=1.3で凝集破壊を伴う破壊に遷移し破壊靭性値は一定となることを示した。A=0の平滑面と比較して破壊靭性値は最大で6.6倍の向上を達成した。解析結果は実験値に良く一致し、破壊形態より予測される理論値とも一致することを示した。