JP2001091502A - 繊維強化複合材料の繊維配向度測定法 - Google Patents
繊維強化複合材料の繊維配向度測定法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】繊維強化複合材料において、非破壊検査法であ
る磁気異方性測定を用いることにより、ヘルマンの配向
度を簡便、迅速かつ高精度に測定する方法を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】強磁性体繊維の繊維長手方向が容易磁化方
向であることと、強磁性体繊維複合材料の磁気異方性が
繊維配向度によって変化することを利用し、繊維強化複
合材料の磁気トルクの測定により、ヘルマンの配向度を
直接評価する。
る磁気異方性測定を用いることにより、ヘルマンの配向
度を簡便、迅速かつ高精度に測定する方法を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】強磁性体繊維の繊維長手方向が容易磁化方
向であることと、強磁性体繊維複合材料の磁気異方性が
繊維配向度によって変化することを利用し、繊維強化複
合材料の磁気トルクの測定により、ヘルマンの配向度を
直接評価する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気異方性測定に
より繊維強化複合材料における繊維配向度を評価するこ
とを特徴とする繊維配向度測定法に関する。
より繊維強化複合材料における繊維配向度を評価するこ
とを特徴とする繊維配向度測定法に関する。
【０００２】
【従来の技術】繊維強化複合材料の力学物性は構成要素
の力学物性に加えて繊維の分散状態に強く依存する。し
たがって、繊維強化複合材料中の繊維配向度の測定は繊
維強化複合材料の力学物性を予測する上で不可欠な技術
である。短繊維強化複合材料中の繊維配向の測定および
評価に関しては国内外で盛んに研究・開発が行われてお
り、今までに数々の繊維配向度評価方法が提案されてい
る。
の力学物性に加えて繊維の分散状態に強く依存する。し
たがって、繊維強化複合材料中の繊維配向度の測定は繊
維強化複合材料の力学物性を予測する上で不可欠な技術
である。短繊維強化複合材料中の繊維配向の測定および
評価に関しては国内外で盛んに研究・開発が行われてお
り、今までに数々の繊維配向度評価方法が提案されてい
る。
【０００３】現在、最も広く用いられている２次元的配
向度評価方法は、ヘルマンの配向度と呼ばれているもの
である。このヘルマンの配向度は、ｆｐ＝［２〈ｃｏｓ
２φ〉−１］で定義されている。ここでφは配向角であ
り、ｉ番目の繊維配向角φｉは、図１に示すように基準
方向からの角度として求められる。また、〈ｃｏｓ
２φ〉は３角法の平均であり、その求め方は後述する。
すべての繊維が基準方向に配向した場合、ヘルマンの配
向度ｆｐの値は１に、すべての繊維が完全無秩序に存在
した状態にある場合、ヘルマンの配向度ｆｐの値は０と
なる。
向度評価方法は、ヘルマンの配向度と呼ばれているもの
である。このヘルマンの配向度は、ｆｐ＝［２〈ｃｏｓ
２φ〉−１］で定義されている。ここでφは配向角であ
り、ｉ番目の繊維配向角φｉは、図１に示すように基準
方向からの角度として求められる。また、〈ｃｏｓ
２φ〉は３角法の平均であり、その求め方は後述する。
すべての繊維が基準方向に配向した場合、ヘルマンの配
向度ｆｐの値は１に、すべての繊維が完全無秩序に存在
した状態にある場合、ヘルマンの配向度ｆｐの値は０と
なる。
【０００４】次に、現在、最も普遍的に行われている、
ヘルマンの配向度の測定方法について記す。まず、繊維
強化複合材料を配向面に沿って注意深く切り出し、この
面を光学顕微鏡によって観察する。そして、個々の繊維
に関して配向角を求め、配向角分布のデータを得る。次
に、配向角ψに存在する粒子の存在密度を算出し、それ
にｃｏｓ２φを乗じる。すべての配向角に関して同様の
計算を行い、これらの和を求める。この値が〈ｃｏｓ２
φ〉であり、２〈ｃｏｓ２φ〉−１によりヘルマンの配
向度が算出できる。
ヘルマンの配向度の測定方法について記す。まず、繊維
強化複合材料を配向面に沿って注意深く切り出し、この
面を光学顕微鏡によって観察する。そして、個々の繊維
に関して配向角を求め、配向角分布のデータを得る。次
に、配向角ψに存在する粒子の存在密度を算出し、それ
にｃｏｓ２φを乗じる。すべての配向角に関して同様の
計算を行い、これらの和を求める。この値が〈ｃｏｓ２
φ〉であり、２〈ｃｏｓ２φ〉−１によりヘルマンの配
向度が算出できる。
【０００５】
【発明が解決するための課題】しかしながら、従来法で
は、光学顕微鏡観察のための２次元的配向面の正確な切
り出しが必須であり、また、観察面において母相と繊維
相とのコントラストを強調するための処置が必要であ
り、顕微鏡観察までの試料作製の作業が煩雑であるとい
う欠点を有する。さらに、この手法では、個々の配向角
を測定しなければならず、また、正確な値を求めるため
には数多くの繊維に関して配向角を測定しなければなら
ず、簡便、迅速かつ高精度に配向度を決定することは不
可能であった。このように、従来法では、配向度決定に
多大な時間と手間とを要していた。
は、光学顕微鏡観察のための２次元的配向面の正確な切
り出しが必須であり、また、観察面において母相と繊維
相とのコントラストを強調するための処置が必要であ
り、顕微鏡観察までの試料作製の作業が煩雑であるとい
う欠点を有する。さらに、この手法では、個々の配向角
を測定しなければならず、また、正確な値を求めるため
には数多くの繊維に関して配向角を測定しなければなら
ず、簡便、迅速かつ高精度に配向度を決定することは不
可能であった。このように、従来法では、配向度決定に
多大な時間と手間とを要していた。
【０００６】繊維強化複合材料の機械的性質は母相中の
繊維の体積分率のみならず繊維の配向度によっても依存
する。したがって、繊維強化複合材料において、簡便、
迅速かつ高精度な繊維配向度の測定方法が提示できれ
ば、製造する複合材料の機械的性質を簡便、迅速かつ精
度良く予想することが可能となり、製造プロセスにおけ
る省力化が可能となり、安価にかつ高品質な複合材料を
提供することが可能となる。
繊維の体積分率のみならず繊維の配向度によっても依存
する。したがって、繊維強化複合材料において、簡便、
迅速かつ高精度な繊維配向度の測定方法が提示できれ
ば、製造する複合材料の機械的性質を簡便、迅速かつ精
度良く予想することが可能となり、製造プロセスにおけ
る省力化が可能となり、安価にかつ高品質な複合材料を
提供することが可能となる。
【０００７】本発明はかかる事情に鑑みなされたもの
で、繊維強化複合材料において、簡便、迅速かつ高精度
な繊維配向度測定法を提示することを目的とし、非破壊
検査法である磁気異方性測定を用いることにより、ヘル
マンの配向度を簡便、迅速かつ高精度に測定する方法を
提供する。
で、繊維強化複合材料において、簡便、迅速かつ高精度
な繊維配向度測定法を提示することを目的とし、非破壊
検査法である磁気異方性測定を用いることにより、ヘル
マンの配向度を簡便、迅速かつ高精度に測定する方法を
提供する。
【０００８】
【発明を解決するための手段】本発明は、強磁性体繊維
強化複合材料における磁気トルク曲線を測定することに
より、強磁性体繊維の磁気異方性に起因する複合材料の
磁気異方性を計測し、ヘルマンの配向度を直接決定する
ものである。
強化複合材料における磁気トルク曲線を測定することに
より、強磁性体繊維の磁気異方性に起因する複合材料の
磁気異方性を計測し、ヘルマンの配向度を直接決定する
ものである。
【０００９】ここで、磁気異方性とは、強磁性体の自発
磁化がその磁性体を形成する結晶の特定の結晶方向に向
きたがる傾向をいい、自発磁化が結晶内でとる方向によ
って磁性体の内部エネルギーが変化する現象である。ま
た、磁気異方性を測定するのに最も適した装置はトルク
磁力計であり、試料を強い磁場で飽和まで磁化してお
き、試料に作用する力のモーメントを磁界の向きの関数
として測定する。このトルクを印加磁場の関数でプロッ
トしたものが磁気トルク曲線である。
磁化がその磁性体を形成する結晶の特定の結晶方向に向
きたがる傾向をいい、自発磁化が結晶内でとる方向によ
って磁性体の内部エネルギーが変化する現象である。ま
た、磁気異方性を測定するのに最も適した装置はトルク
磁力計であり、試料を強い磁場で飽和まで磁化してお
き、試料に作用する力のモーメントを磁界の向きの関数
として測定する。このトルクを印加磁場の関数でプロッ
トしたものが磁気トルク曲線である。
【００１０】磁気異方性の発生要因は主に二通りある。
一つは結晶の対称性を反映した結晶磁気異方性であり、
もう一つは磁性体の形状を反映した形状磁気異方性であ
る。繊維形状の磁性体の場合、後者が支配的になり、繊
維の長手方向が磁化容易方向となる。同様に、材料中に
繊維形状の強磁性体が配向した場合、この材料は磁気異
方性を呈し、この磁気異方性の大きさは配向度に依存す
る。したがって、このような材料の磁気異方性を測定す
れば、繊維強化相の配向度の評価が可能となる。
一つは結晶の対称性を反映した結晶磁気異方性であり、
もう一つは磁性体の形状を反映した形状磁気異方性であ
る。繊維形状の磁性体の場合、後者が支配的になり、繊
維の長手方向が磁化容易方向となる。同様に、材料中に
繊維形状の強磁性体が配向した場合、この材料は磁気異
方性を呈し、この磁気異方性の大きさは配向度に依存す
る。したがって、このような材料の磁気異方性を測定す
れば、繊維強化相の配向度の評価が可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図面
に基づいて具体的に説明する。本発明で使用した複合材
料は非磁性母相に鉄繊維を分散させたものである。ここ
で、鉄繊維は強磁性体であり、形状磁気異方性が支配的
であるため、繊維の長手方向が磁化容易方向である。こ
のような材料の磁気異方性と配向度との関係を、簡便化
のため、コンピュータシミュレーションによって再現し
た。
に基づいて具体的に説明する。本発明で使用した複合材
料は非磁性母相に鉄繊維を分散させたものである。ここ
で、鉄繊維は強磁性体であり、形状磁気異方性が支配的
であるため、繊維の長手方向が磁化容易方向である。こ
のような材料の磁気異方性と配向度との関係を、簡便化
のため、コンピュータシミュレーションによって再現し
た。
【００１２】図２に示す５種類の異なる配向度を有する
繊維強化複合材料について検討を行った。ここで、
（ａ）の複合材料中、繊維は完全配向しており、配向度
ｆｐ＝１である。また、（ｅ）の複合材料中、繊維は完
全無秩序に存在した状態であり、配向度ｆｐ＝０であ
る。（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）の複合材料では、それら
の中間的な状態にある。
繊維強化複合材料について検討を行った。ここで、
（ａ）の複合材料中、繊維は完全配向しており、配向度
ｆｐ＝１である。また、（ｅ）の複合材料中、繊維は完
全無秩序に存在した状態であり、配向度ｆｐ＝０であ
る。（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）の複合材料では、それら
の中間的な状態にある。
【００１３】（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）の複合材料にお
ける繊維の配向の様相を示すため、個々の繊維の配向角
を測定し、１０度ごとに整理し、配向角と繊維の存在頻
度との関係に表した棒グラフが図３である。個々の繊維
の配向角より算出した配向度は、（ｂ）の複合材料でｆ
ｐ＝０．７５、（ｃ）の複合材料でｆｐ＝０．５、
（ｄ）の複合材料でｆｐ＝０．２５であった。
ける繊維の配向の様相を示すため、個々の繊維の配向角
を測定し、１０度ごとに整理し、配向角と繊維の存在頻
度との関係に表した棒グラフが図３である。個々の繊維
の配向角より算出した配向度は、（ｂ）の複合材料でｆ
ｐ＝０．７５、（ｃ）の複合材料でｆｐ＝０．５、
（ｄ）の複合材料でｆｐ＝０．２５であった。
【００１４】次にこれらの複合材料の磁気異方性につい
て述べる。前述のように、繊維形状の磁性体の場合、形
状磁気異方性が支配的となる。そこでまず、形状磁気異
方性に起因する磁気トルク曲線について述べる。
て述べる。前述のように、繊維形状の磁性体の場合、形
状磁気異方性が支配的となる。そこでまず、形状磁気異
方性に起因する磁気トルク曲線について述べる。
【００１５】繊維形状の磁性体の静磁エネルギーＥｓは で表される。ここで、μ０は真空の透磁率、ｖは磁性体
の体積、Ｉｓは自発磁化の大きさ、θは印加磁場方向と
磁性体の長手方向との角度である。また、Ｎは反磁界係
数であり、強磁性体が非常に細長い回転楕円体である場
合、寸法比をｋとすれば、 である。
の体積、Ｉｓは自発磁化の大きさ、θは印加磁場方向と
磁性体の長手方向との角度である。また、Ｎは反磁界係
数であり、強磁性体が非常に細長い回転楕円体である場
合、寸法比をｋとすれば、 である。
【００１６】自発磁化がある面内でθの増す方向にδθ
だけ回転したとき、異方性エネルギーがδＥ（θ）だけ
増したとすると、自発磁化にはθの減少する方向に単位
体積あたり−Ｌ（θ）の磁気トルクが働き、−Ｌ（θ）
δθ＝δＥ（θ）の関係があるので、単位体積あたりの
磁気トルク曲線Ｌは となる。
だけ回転したとき、異方性エネルギーがδＥ（θ）だけ
増したとすると、自発磁化にはθの減少する方向に単位
体積あたり−Ｌ（θ）の磁気トルクが働き、−Ｌ（θ）
δθ＝δＥ（θ）の関係があるので、単位体積あたりの
磁気トルク曲線Ｌは となる。
【００１７】したがって、繊維形状の磁気トルク曲線Ｌ
ｆｉｂｅｒは Ｌｆｉｂｅｒ＝Ｋｓｉｎ２θ と表すことができる。ここで、Ｋは定数であり、繊維形
状の場合Ｎが１／３以下になるため負の値をとる。ま
た、θは印加磁場方向と繊維の長手方向との角度であ
る。
ｆｉｂｅｒは Ｌｆｉｂｅｒ＝Ｋｓｉｎ２θ と表すことができる。ここで、Ｋは定数であり、繊維形
状の場合Ｎが１／３以下になるため負の値をとる。ま
た、θは印加磁場方向と繊維の長手方向との角度であ
る。
【００１８】次に配向角φｉを有する繊維ｉ番目の繊維
の寄与によるトルク曲線を求めてみる。図４のように、
反時計回りに磁気トルクを測定する。ここで、繊維配向
角がφｉ、基準方向と測定中の磁場印加方向との角度す
なわち測定時の磁石の回転角をθとすると、ｉ番目の繊
維の寄与によるトルク曲線Ｌｉｔｈは Ｌｉｔｈ＝Ｋｓｉｎ２（θ＋φｉ） となる。
の寄与によるトルク曲線を求めてみる。図４のように、
反時計回りに磁気トルクを測定する。ここで、繊維配向
角がφｉ、基準方向と測定中の磁場印加方向との角度す
なわち測定時の磁石の回転角をθとすると、ｉ番目の繊
維の寄与によるトルク曲線Ｌｉｔｈは Ｌｉｔｈ＝Ｋｓｉｎ２（θ＋φｉ） となる。
【００１９】したがって、強磁性体繊維強化複合材料の
磁気トルク曲線Ｌｃｏｍｐは となる。ここで、ｎφは配向角φを有する繊維の本数、
Ｎｔｏｔａｌは全繊維の本数である。
磁気トルク曲線Ｌｃｏｍｐは となる。ここで、ｎφは配向角φを有する繊維の本数、
Ｎｔｏｔａｌは全繊維の本数である。
【００２０】図２に示した５種類の繊維強化複合材料の
磁気トルク曲線をコンピュータシミュレーションによっ
て求めた。図５に測定時の磁石の回転角と測定されるト
ルクとの関係を示す。ここで、簡単のため、トルクはＫ
＝−１として規格化してあるが、通常、複合材料におい
て、強化繊維相の形状、体積分率、は既知であり、これ
らの値と繊維の自発磁化の値とを代入すれば実際のＫ値
は求まる。
磁気トルク曲線をコンピュータシミュレーションによっ
て求めた。図５に測定時の磁石の回転角と測定されるト
ルクとの関係を示す。ここで、簡単のため、トルクはＫ
＝−１として規格化してあるが、通常、複合材料におい
て、強化繊維相の形状、体積分率、は既知であり、これ
らの値と繊維の自発磁化の値とを代入すれば実際のＫ値
は求まる。
【００２１】図のように１８０度周期のサイン曲線とな
っており、配向度が大きくなるに従い、振幅も大きくな
っている。従って、配向度決定のためには磁気トルク曲
線を１８０度に渡って測定する必要はなく、最大振幅の
４５度あるいは１３５度における値を求めれば良い。
っており、配向度が大きくなるに従い、振幅も大きくな
っている。従って、配向度決定のためには磁気トルク曲
線を１８０度に渡って測定する必要はなく、最大振幅の
４５度あるいは１３５度における値を求めれば良い。
【００２２】そこで、次に最大振幅を示すθ＝１３５度
における磁気トルクとヘルマンの配向度と関係を導く。
φｉ度基準方向からずれた繊維の場合、トルク曲線Ｌ
ｉｔｈは となる。ここで、θ＝１３５度を代入すると となる。したがって、種々の配向角を有する複合材料の
θ＝１３５度における磁気トルクの値Ｌｃｏｍｐ（ａｔ
θ＝１３５）は Ｌｃｏｍｐ（ａｔθ＝１３５）＝−Ｋ（〈２ｃｏｓ
２φ〉−１） となる。したがって、最大振幅を示すθ＝１３５度にお
ける磁気トルクを定数−Ｋで除すれば、直接ヘルマンの
配向度が求められる。
における磁気トルクとヘルマンの配向度と関係を導く。
φｉ度基準方向からずれた繊維の場合、トルク曲線Ｌ
ｉｔｈは となる。ここで、θ＝１３５度を代入すると となる。したがって、種々の配向角を有する複合材料の
θ＝１３５度における磁気トルクの値Ｌｃｏｍｐ（ａｔ
θ＝１３５）は Ｌｃｏｍｐ（ａｔθ＝１３５）＝−Ｋ（〈２ｃｏｓ
２φ〉−１） となる。したがって、最大振幅を示すθ＝１３５度にお
ける磁気トルクを定数−Ｋで除すれば、直接ヘルマンの
配向度が求められる。
【００２３】強磁性体の内部に孔をあけたとき、その孔
の形状に依存する磁極が発生する。この磁極による磁界
をローレンス磁界という。強磁性体マトリックスにおい
て、マトリックスと自発磁化の異なる強磁性体繊維ある
いは非磁性体繊維が１本存在するとき、同様に、形状に
依存したローレンス磁界が発生する。これは、前述の強
磁性体繊維が１本存在するときの反磁界と対峙する。
の形状に依存する磁極が発生する。この磁極による磁界
をローレンス磁界という。強磁性体マトリックスにおい
て、マトリックスと自発磁化の異なる強磁性体繊維ある
いは非磁性体繊維が１本存在するとき、同様に、形状に
依存したローレンス磁界が発生する。これは、前述の強
磁性体繊維が１本存在するときの反磁界と対峙する。
【００２４】したがって、強磁性体マトリックスの繊維
強化複合材料においても、配向度に起因したローレンス
磁界が発生し、強磁性体繊維強化複合材料と同様、磁気
異方性測定により配向度が測定可能である。
強化複合材料においても、配向度に起因したローレンス
磁界が発生し、強磁性体繊維強化複合材料と同様、磁気
異方性測定により配向度が測定可能である。
【００２５】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明により、磁
気異方性測定による繊維強化複合材料の新しい繊維配向
度測定法（請求項１）が見いだされた。また、強磁性体
繊維の繊維長手方向が容易磁化方向であることを利用す
ることにより、強磁性体繊維強化複合材料における繊維
配向度を評価（請求項２）することが可能となった。さ
らに、強磁性体繊維強化複合材料における磁気トルク曲
線を測定することにより、強磁性体繊維の繊維長手方向
が容易磁化方向であることと強磁性体繊維が配向するこ
とに起因する磁気異方性を計測し、ヘルマンの配向度を
直接評価（請求項３）することが可能となった。
気異方性測定による繊維強化複合材料の新しい繊維配向
度測定法（請求項１）が見いだされた。また、強磁性体
繊維の繊維長手方向が容易磁化方向であることを利用す
ることにより、強磁性体繊維強化複合材料における繊維
配向度を評価（請求項２）することが可能となった。さ
らに、強磁性体繊維強化複合材料における磁気トルク曲
線を測定することにより、強磁性体繊維の繊維長手方向
が容易磁化方向であることと強磁性体繊維が配向するこ
とに起因する磁気異方性を計測し、ヘルマンの配向度を
直接評価（請求項３）することが可能となった。
【００２６】また、マトリックスが強磁性体の繊維強化
複合材料においても、繊維の存在に起因するローレンス
磁界が発生するので、強磁性体繊維強化複合材料と同
様、繊維強化複合材料における繊維配向度を評価（請求
項４）することが可能となった。
複合材料においても、繊維の存在に起因するローレンス
磁界が発生するので、強磁性体繊維強化複合材料と同
様、繊維強化複合材料における繊維配向度を評価（請求
項４）することが可能となった。
【００２７】この手法では、試料の研磨、エッチングな
どの顕微鏡観察準備を施す必要がなく、また、個々の繊
維の配向角を測定することなく直接配向度が測定できる
ので、簡便に配向度を測定できる。加えて、磁気トルク
曲線を１８０度に渡って測定する必要がなく、振幅の最
大となる方向のみの測定でも良いため、迅速に配向度が
決定できる。さらに、数学的処置を施さなくても直接配
向度が測定されるので、従来法に比較して、圧倒的に短
時間で配向度が決定できる。
どの顕微鏡観察準備を施す必要がなく、また、個々の繊
維の配向角を測定することなく直接配向度が測定できる
ので、簡便に配向度を測定できる。加えて、磁気トルク
曲線を１８０度に渡って測定する必要がなく、振幅の最
大となる方向のみの測定でも良いため、迅速に配向度が
決定できる。さらに、数学的処置を施さなくても直接配
向度が測定されるので、従来法に比較して、圧倒的に短
時間で配向度が決定できる。
【００２８】また、多数の繊維からの情報が同時に得ら
れるため、高精度な繊維配向度が測定可能となる。さら
に、磁気異方性という非破壊検査法を利用しているた
め、ラインを止めることなく配向度が決定できる。した
がって、繊維強化複合材料製造プロセスにおいて、行程
の省略、時間の短縮が可能となる。
れるため、高精度な繊維配向度が測定可能となる。さら
に、磁気異方性という非破壊検査法を利用しているた
め、ラインを止めることなく配向度が決定できる。した
がって、繊維強化複合材料製造プロセスにおいて、行程
の省略、時間の短縮が可能となる。
【００２９】ただ単に数学的な取り扱いが簡単であると
いう理由で用いられている配向度とは異なり、ヘルマン
の配向度は磁気異方性という物理的意味のある測定法を
利用しても導出が可能であるので、この配向度自身に物
理的意味を持つことを意味している。従って、この配向
度を用いれば、繊維強化複合材料の機械的及び物理的性
質の高精度な予測が可能であることを示唆する。
いう理由で用いられている配向度とは異なり、ヘルマン
の配向度は磁気異方性という物理的意味のある測定法を
利用しても導出が可能であるので、この配向度自身に物
理的意味を持つことを意味している。従って、この配向
度を用いれば、繊維強化複合材料の機械的及び物理的性
質の高精度な予測が可能であることを示唆する。
【００３０】以上に理由により、プロセス工程内でこの
測定を利用すれば、高品質の繊維強化複合材料が安価に
提供することが可能となる。
測定を利用すれば、高品質の繊維強化複合材料が安価に
提供することが可能となる。
【００３１】さらに、この測定法は簡便、迅速かつ高精
度に配向度を決定できるので、測定位置ごとに配向度が
異なるといった繊維強化傾斜機能材料の配向度分布の測
定などでは、多数の配向度を簡便、迅速かつ高精度に測
定する必要があり、本測定法が威力を発揮するものと考
えられる。
度に配向度を決定できるので、測定位置ごとに配向度が
異なるといった繊維強化傾斜機能材料の配向度分布の測
定などでは、多数の配向度を簡便、迅速かつ高精度に測
定する必要があり、本測定法が威力を発揮するものと考
えられる。
【図１】ｉ番目の繊維の配向角φｉの定義を示す模式図
である。
である。
【図２】検討を行った異なる配向度を有する５種類の繊
維強化複合材料の繊維の配向を示す図である。
維強化複合材料の繊維の配向を示す図である。
【図３】配向角とその配向角に存在する繊維の頻度との
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図４】配向角と磁場の回転角との関係を示す図であ
る。
る。
【図５】磁場の回転角と規格化した磁気トルクとの関係
を示す図である。
を示す図である。
１…ｉ番目の繊維 ２…基準方向 ３…繊維配向角φｉ ４…複合材料 ５…配向角φｉを有する繊維 ６…磁石 ７…基準方向 ８…繊維配向角φｉ ９…測定開始方向と測定中の磁場印加方向との角度
Claims (4)
- 【請求項１】磁気異方性測定を特徴とする繊維強化複合
材料の繊維配向度測定法。 - 【請求項２】強磁性体繊維の繊維長手方向が容易磁化方
向であることを利用することにより、強磁性体繊維強化
複合材料における繊維配向度を評価することを特徴とす
る請求項１記載の繊維配向度測定法。 - 【請求項３】強磁性体繊維強化複合材料における磁気ト
ルク曲線を測定することにより、強磁性体繊維の繊維長
手方向が容易磁化方向であることと強磁性体繊維が配向
することに起因する磁気異方性を計測し、ヘルマンの配
向度を直接評価することを特徴とする請求項１及び２記
載の繊維配向度測定法。 - 【請求項４】マトリックスが強磁性体の繊維強化複合材
料において、繊維の存在に起因するローレンス磁界を利
用することにより、繊維強化複合材料における繊維配向
度を評価することを特徴とする請求項１記載の繊維配向
度測定法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30744399A JP2001091502A (ja) | 1999-09-22 | 1999-09-22 | 繊維強化複合材料の繊維配向度測定法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30744399A JP2001091502A (ja) | 1999-09-22 | 1999-09-22 | 繊維強化複合材料の繊維配向度測定法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001091502A true JP2001091502A (ja) | 2001-04-06 |
Family
ID=17969140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30744399A Pending JP2001091502A (ja) | 1999-09-22 | 1999-09-22 | 繊維強化複合材料の繊維配向度測定法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001091502A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100374855C (zh) * | 2005-11-28 | 2008-03-12 | 兰州大学 | 磁性薄膜材料面内单轴各向异性测试方法 |
| CN105334246A (zh) * | 2015-11-23 | 2016-02-17 | 华中科技大学 | 一种基于叉指电极的树脂基复合材料纤维取向测量方法 |
-
1999
- 1999-09-22 JP JP30744399A patent/JP2001091502A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100374855C (zh) * | 2005-11-28 | 2008-03-12 | 兰州大学 | 磁性薄膜材料面内单轴各向异性测试方法 |
| CN105334246A (zh) * | 2015-11-23 | 2016-02-17 | 华中科技大学 | 一种基于叉指电极的树脂基复合材料纤维取向测量方法 |
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