JPH1067572A - 三方向性繊維強化複合材料 - Google Patents
三方向性繊維強化複合材料Info
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- JPH1067572A JPH1067572A JP8242682A JP24268296A JPH1067572A JP H1067572 A JPH1067572 A JP H1067572A JP 8242682 A JP8242682 A JP 8242682A JP 24268296 A JP24268296 A JP 24268296A JP H1067572 A JPH1067572 A JP H1067572A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 三次元構造形成後にマトリックスの含浸を必
要とするというような難しい処理を行わずに、簡単な方
法で三次元的に優れた強度及び弾性率を有する構造材料
を容易に得ることができる三方向性繊維強化複合材料を
提供する。 【解決手段】 一方向性又は二方向性繊維強化複合材料
のブロック基材に孔空け加工を施し、その孔に一方向性
繊維強化複合材料製ロッドを打ち込む。
要とするというような難しい処理を行わずに、簡単な方
法で三次元的に優れた強度及び弾性率を有する構造材料
を容易に得ることができる三方向性繊維強化複合材料を
提供する。 【解決手段】 一方向性又は二方向性繊維強化複合材料
のブロック基材に孔空け加工を施し、その孔に一方向性
繊維強化複合材料製ロッドを打ち込む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は三方向性繊維強化複
合材料に関し、詳しくは軽量・高強度の構造材料で、し
かも三次元的に強度・弾性率が要求される部材として有
用な三方向性繊維強化複合材料に関する。
合材料に関し、詳しくは軽量・高強度の構造材料で、し
かも三次元的に強度・弾性率が要求される部材として有
用な三方向性繊維強化複合材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】繊維強化複合材料、例えば炭素繊維強化
複合材料は従来の炭素材料に比して強度が大きく、宇
宙、航空などの分野において主に要求される、軽量・高
強度の構造材料として用いられている。ただ、このよう
な構造材料中でも、例えばロケットのノーズコーン、パ
ラボラアンテナ板、トラス構造の繋ぎ、望遠鏡などの鏡
筒、工作機械の軸・台、ブレーキ材、ポリゴンミラー、
Ｘ線ターゲット材などのように、三次元的に強度及び弾
性率が要求される部材があり、通常の二方向性繊維強化
複合材料では、諸要求を全て満足するということができ
ず、三方向性繊維強化複合材料が要求される。
複合材料は従来の炭素材料に比して強度が大きく、宇
宙、航空などの分野において主に要求される、軽量・高
強度の構造材料として用いられている。ただ、このよう
な構造材料中でも、例えばロケットのノーズコーン、パ
ラボラアンテナ板、トラス構造の繋ぎ、望遠鏡などの鏡
筒、工作機械の軸・台、ブレーキ材、ポリゴンミラー、
Ｘ線ターゲット材などのように、三次元的に強度及び弾
性率が要求される部材があり、通常の二方向性繊維強化
複合材料では、諸要求を全て満足するということができ
ず、三方向性繊維強化複合材料が要求される。
【０００３】これまで、三次元強化の複合材料について
は、例えば、「日本複合材料学会誌第２１巻第２号５２
頁、（１９９５年）」に組紐組織、多重組織、多軸組織
の３つに大別される製造方法が記載されており、これを
図３に示す。また、図４−（ａ）及び−（ｂ）に多軸組
織（３軸組織）の例を示す。
は、例えば、「日本複合材料学会誌第２１巻第２号５２
頁、（１９９５年）」に組紐組織、多重組織、多軸組織
の３つに大別される製造方法が記載されており、これを
図３に示す。また、図４−（ａ）及び−（ｂ）に多軸組
織（３軸組織）の例を示す。
【０００４】図３中、組紐組織、多重組織、並びに多軸
組織のうちの３軸直交組織及び３軸絡み組織（すなわち
上の３つの図）は、初めに強化繊維を立体的に組み上げ
て、その後にマトリックス組織となる樹脂等を含浸する
方法で製造される。この場合、立体的状態になってから
樹脂を繊維束の小さな間に含浸することは、マトリック
スの粘度が高いときは困難である。
組織のうちの３軸直交組織及び３軸絡み組織（すなわち
上の３つの図）は、初めに強化繊維を立体的に組み上げ
て、その後にマトリックス組織となる樹脂等を含浸する
方法で製造される。この場合、立体的状態になってから
樹脂を繊維束の小さな間に含浸することは、マトリック
スの粘度が高いときは困難である。
【０００５】一方、多軸組織のうちロッドピアス法（図
３中の一番下の４軸組織及び５軸組織の２つの図、並び
に図４の２つの図）とよばれるものは、予め繊維が一軸
に配向したロッドを組み立てて、その後ロッドの組上が
った立体形状物のポケットとよばれる空間にマトリック
スを含浸して製造する方法が取られている。この方法で
は、樹脂が含浸されるポケットの大きさは、強化繊維
束、例えば、炭素繊維束に比べて大きく、マトリックス
の含浸は組紐組織等に比較して容易であるが、炭素繊維
強化炭素複合材料のように、マトリックス成分が収縮す
るような場合は、マトリックスの再含浸を繰り返す必要
があり、大変である。また、繊維が一軸に配向したロッ
ドを製造することは労力を要する作業であり、さらにそ
れを組み上げることも大変な作業であり、改善が要求さ
れる。
３中の一番下の４軸組織及び５軸組織の２つの図、並び
に図４の２つの図）とよばれるものは、予め繊維が一軸
に配向したロッドを組み立てて、その後ロッドの組上が
った立体形状物のポケットとよばれる空間にマトリック
スを含浸して製造する方法が取られている。この方法で
は、樹脂が含浸されるポケットの大きさは、強化繊維
束、例えば、炭素繊維束に比べて大きく、マトリックス
の含浸は組紐組織等に比較して容易であるが、炭素繊維
強化炭素複合材料のように、マトリックス成分が収縮す
るような場合は、マトリックスの再含浸を繰り返す必要
があり、大変である。また、繊維が一軸に配向したロッ
ドを製造することは労力を要する作業であり、さらにそ
れを組み上げることも大変な作業であり、改善が要求さ
れる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の三方向性繊維強化複合材料は、いずれの場合も、三
次元構造を形成後に多くのマトリックスを含浸する必要
があるが、これらは労力を要する作業であり、改善が求
められている。また、３次元形状にするのは、いずれも
難しい作業であり、その結果実用化が妨げられてきた。
従って、本発明の目的は、簡便な方法によって得られる
三方向性繊維強化複合材料を提供することにある。
来の三方向性繊維強化複合材料は、いずれの場合も、三
次元構造を形成後に多くのマトリックスを含浸する必要
があるが、これらは労力を要する作業であり、改善が求
められている。また、３次元形状にするのは、いずれも
難しい作業であり、その結果実用化が妨げられてきた。
従って、本発明の目的は、簡便な方法によって得られる
三方向性繊維強化複合材料を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、一方向
性又は二方向性繊維強化複合材料のブロック基材に孔空
け加工を施し、その孔に一方向性繊維強化複合材料製ロ
ッドを打ち込んでなることを特徴とする三方向性繊維強
化複合材料が提供される。
性又は二方向性繊維強化複合材料のブロック基材に孔空
け加工を施し、その孔に一方向性繊維強化複合材料製ロ
ッドを打ち込んでなることを特徴とする三方向性繊維強
化複合材料が提供される。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の三方向性繊維強化
複合材料について、詳しく説明する。本発明の三方向性
繊維強化複合材料は、一方向性又は二方向性繊維強化複
合材料のブロック基材に孔空け加工を施し、その孔に一
方向性繊維強化複合材料製ロッドを打ち込んでなるもの
である。すなわち、本発明においては、予め、一方向性
又は二方向性の繊維強化複合材料ブロックを製造し、そ
のブロックに孔開け加工を実施する。孔開け加工の形状
が、例えば、丸孔ならば、丸棒形状に一方向性繊維強化
複合材料のロッドを加工したものを、その孔に差し込
む。強化する必要のある任意の方向に孔加工をして、そ
の孔にロッドを差し込み、必要ならば接着剤を塗布して
ロッドを差し込めば、簡単に三方向性繊維強化複合材料
が得られる。この場合、複合材料ブロックもロッドも密
なものであり、孔の形状とロッドの形状が一致していれ
ば、マトリックスを含浸する必要はない。このため、簡
単に高密度の三方向性繊維強化複合材料を得ることがで
きる。
複合材料について、詳しく説明する。本発明の三方向性
繊維強化複合材料は、一方向性又は二方向性繊維強化複
合材料のブロック基材に孔空け加工を施し、その孔に一
方向性繊維強化複合材料製ロッドを打ち込んでなるもの
である。すなわち、本発明においては、予め、一方向性
又は二方向性の繊維強化複合材料ブロックを製造し、そ
のブロックに孔開け加工を実施する。孔開け加工の形状
が、例えば、丸孔ならば、丸棒形状に一方向性繊維強化
複合材料のロッドを加工したものを、その孔に差し込
む。強化する必要のある任意の方向に孔加工をして、そ
の孔にロッドを差し込み、必要ならば接着剤を塗布して
ロッドを差し込めば、簡単に三方向性繊維強化複合材料
が得られる。この場合、複合材料ブロックもロッドも密
なものであり、孔の形状とロッドの形状が一致していれ
ば、マトリックスを含浸する必要はない。このため、簡
単に高密度の三方向性繊維強化複合材料を得ることがで
きる。
【０００９】本発明で用いられる一方向性又は二方向性
繊維強化複合材料は、炭素繊維、ガラス繊維、ＳｉＣ、
ＳｉＮ及びＡｌ2Ｏ3等のセラミック繊維、あるいは、
Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｆｅ等の金属繊維から選ばれた補強繊
維と母材（マトリックス）とからなる複合材料である。
一方向性繊維強化複合材料は、例えばシートの場合、補
強繊維が厚さ方向に配列しているものを言い、二方向性
繊維強化複合材料は、補強繊維が縦横両方向に配列して
いるものを言う。
繊維強化複合材料は、炭素繊維、ガラス繊維、ＳｉＣ、
ＳｉＮ及びＡｌ2Ｏ3等のセラミック繊維、あるいは、
Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｆｅ等の金属繊維から選ばれた補強繊
維と母材（マトリックス）とからなる複合材料である。
一方向性繊維強化複合材料は、例えばシートの場合、補
強繊維が厚さ方向に配列しているものを言い、二方向性
繊維強化複合材料は、補強繊維が縦横両方向に配列して
いるものを言う。
【００１０】また、複合材料の母材としては、炭素、ガ
ラス、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＳｉＯ2等のセラミックス、Ａ
ｌ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｆｅ等の金属など、種々のものが用い
られる。ただ、一方向性又は二方向性繊維強化複合材料
中、一方向性又は二方向性炭素繊維強化炭素複合材料
（以降、ＵＤ−又は２Ｄ−Ｃ／Ｃ複合材料と記すことが
ある）やＵＤ又は２ＤのＣＦＲＰ複合材料が、成形性、
実用性の点から、好ましく用いられる。
ラス、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＳｉＯ2等のセラミックス、Ａ
ｌ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｆｅ等の金属など、種々のものが用い
られる。ただ、一方向性又は二方向性繊維強化複合材料
中、一方向性又は二方向性炭素繊維強化炭素複合材料
（以降、ＵＤ−又は２Ｄ−Ｃ／Ｃ複合材料と記すことが
ある）やＵＤ又は２ＤのＣＦＲＰ複合材料が、成形性、
実用性の点から、好ましく用いられる。
【００１１】Ｃ／Ｃ複合材料は、種々の製造方法によっ
て得られるが、特に、一方向に配列した炭素繊維の束
に、固体のピッチあるいはコークスなどの微粉体を分散
したフェノール樹脂などの熱硬化性の溶液（溶媒として
フルフリルアルコールなどを用いる）を含浸した後、溶
媒を乾燥除去しつつ、炭素母材前駆体が含浸され、かつ
一方向に繊維が配列しているシート状物（プリプレグ）
を形成し、これを一方向又は交互に直角方向に多数枚積
層して、加圧下に加熱して熱硬化性樹脂部分を硬化させ
て、その後不活性雰囲気中で高温焼成して、フェノール
樹脂とピッチあるいはコークスの微粉体を炭素化すると
いう方法によって製造することが好ましい。この方法に
よれば、再含浸、再焼成のような緻密化処理なしで、一
回の焼成炭化処理にて、必要十分に緻密な母材組織が得
られる。
て得られるが、特に、一方向に配列した炭素繊維の束
に、固体のピッチあるいはコークスなどの微粉体を分散
したフェノール樹脂などの熱硬化性の溶液（溶媒として
フルフリルアルコールなどを用いる）を含浸した後、溶
媒を乾燥除去しつつ、炭素母材前駆体が含浸され、かつ
一方向に繊維が配列しているシート状物（プリプレグ）
を形成し、これを一方向又は交互に直角方向に多数枚積
層して、加圧下に加熱して熱硬化性樹脂部分を硬化させ
て、その後不活性雰囲気中で高温焼成して、フェノール
樹脂とピッチあるいはコークスの微粉体を炭素化すると
いう方法によって製造することが好ましい。この方法に
よれば、再含浸、再焼成のような緻密化処理なしで、一
回の焼成炭化処理にて、必要十分に緻密な母材組織が得
られる。
【００１２】本発明においては、前記一方向性又は二方
向性繊維強化複合材料のブロック基材に孔空け加工を施
した後、その孔に一方向性繊維強化複合材料製ロッドが
打ち込まれるが、この場合、ロッドの材料として使用さ
れる一方向性繊維強化複合材料については、前記ブロッ
ク材料と同じことが言える。ただ、ここで用いる一方向
性繊維強化複合材料製ロッドは、母材となる複合材料ブ
ロックと同一である必要はなく、強度、弾性率などの異
なるものでも良いし、さらに成分が違っていてもかまわ
ない。例えば、ＵＤ−又は２Ｄ−Ｃ／Ｃ複合材料のブロ
ック基材にＭＭＣ（金属マトリックス複合材料）のロッ
ドを打ち込んで、新たな機能を基材に持たせることもで
きる。
向性繊維強化複合材料のブロック基材に孔空け加工を施
した後、その孔に一方向性繊維強化複合材料製ロッドが
打ち込まれるが、この場合、ロッドの材料として使用さ
れる一方向性繊維強化複合材料については、前記ブロッ
ク材料と同じことが言える。ただ、ここで用いる一方向
性繊維強化複合材料製ロッドは、母材となる複合材料ブ
ロックと同一である必要はなく、強度、弾性率などの異
なるものでも良いし、さらに成分が違っていてもかまわ
ない。例えば、ＵＤ−又は２Ｄ−Ｃ／Ｃ複合材料のブロ
ック基材にＭＭＣ（金属マトリックス複合材料）のロッ
ドを打ち込んで、新たな機能を基材に持たせることもで
きる。
【００１３】
【作用】本発明によれば、一方向性又は二方向性繊維強
化複合材料のブロック基材に孔空け加工を施し、その孔
に一方向性繊維強化複合材料製ロッドを打ち込んでなる
ものとしたことから、従来法、例えば初めに強化繊維を
立体的に組み上げて、その後にマトリックス組織となる
樹脂等を含浸する場合のように、マトリックスの粘度が
高くなると含浸が困難になるとか、あるいは予め繊維が
一軸に配行したロッドを組み立てて、その後ロッドの組
上がった立体形状物のポケットと呼ばれる空間にマトリ
ックスを含浸して製造する場合のように、Ｃ／Ｃ複合材
料のようなマトリックス成分が収縮するものを使用する
とマトリックスの再含浸を繰り返さなければならないと
いうような点が解決され、簡単な方法で三次元的に優れ
た強度及び弾性率を有する高密度の構造材料を容易に得
ることができる。また、前記一方向性繊維強化複合材料
ロッドとして、前記ブロック基材と異なる材質を用いる
ことにより、基材に新たな機能を待たせることができ
る。
化複合材料のブロック基材に孔空け加工を施し、その孔
に一方向性繊維強化複合材料製ロッドを打ち込んでなる
ものとしたことから、従来法、例えば初めに強化繊維を
立体的に組み上げて、その後にマトリックス組織となる
樹脂等を含浸する場合のように、マトリックスの粘度が
高くなると含浸が困難になるとか、あるいは予め繊維が
一軸に配行したロッドを組み立てて、その後ロッドの組
上がった立体形状物のポケットと呼ばれる空間にマトリ
ックスを含浸して製造する場合のように、Ｃ／Ｃ複合材
料のようなマトリックス成分が収縮するものを使用する
とマトリックスの再含浸を繰り返さなければならないと
いうような点が解決され、簡単な方法で三次元的に優れ
た強度及び弾性率を有する高密度の構造材料を容易に得
ることができる。また、前記一方向性繊維強化複合材料
ロッドとして、前記ブロック基材と異なる材質を用いる
ことにより、基材に新たな機能を待たせることができ
る。
【００１４】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
するが、本発明の技術的範囲がこれらにより限定される
ものではない。
するが、本発明の技術的範囲がこれらにより限定される
ものではない。
【００１５】実施例１ 交互に直角方向の積層構造を持つ２Ｄ−Ｃ／Ｃ複合材料
として、下記物性を有するブロック材料を用意した。 サイズ：１００×１００×１０ｍｍ（繊維方向は１００
ｍｍ） 積層枚数：８０層 面方向弾性率 ：１００ＧＰａ 厚さ方向弾性率： １０ＧＰａ 面方向強度 ：２００ＭＰａ 厚さ方向強度 ： １０ＭＰａ 密度 ：１．６ｇ／ｃｃ 上記２Ｄ−Ｃ／Ｃ複合材料の表面に直径１ｍｍの貫通孔
を、ピッチ１．９０ｍｍで格子状（正方形配列）にあけ
た。（図１参照）
として、下記物性を有するブロック材料を用意した。 サイズ：１００×１００×１０ｍｍ（繊維方向は１００
ｍｍ） 積層枚数：８０層 面方向弾性率 ：１００ＧＰａ 厚さ方向弾性率： １０ＧＰａ 面方向強度 ：２００ＭＰａ 厚さ方向強度 ： １０ＭＰａ 密度 ：１．６ｇ／ｃｃ 上記２Ｄ−Ｃ／Ｃ複合材料の表面に直径１ｍｍの貫通孔
を、ピッチ１．９０ｍｍで格子状（正方形配列）にあけ
た。（図１参照）
【００１６】上記貫通孔に、下記物性を有する直径１ｍ
ｍのＵＤ−Ｃ／Ｃ複合材料製ロッドを差し込んだ。この
時、フェノール樹脂を接着剤に用いた。 サイズ：φ１．０×１０ｍｍ（繊維方向は１０ｍｍ） 積層：ＵＤ 繊維方向弾性率 ：２００ＧＰａ 繊維直角方向弾性率： １０ＧＰａ 繊維方向強度 ：４００ＭＰａ 繊維直角方向強度 ： １０ＭＰａ 密度 ：１．６ｇ／ｃｃ 上記ロッドを挿入後、フェノール樹脂を１５０℃１時間
で硬化し、その後２０００℃まで昇温して炭化させ、３
Ｄ−Ｃ／Ｃ複合材料を得た。
ｍのＵＤ−Ｃ／Ｃ複合材料製ロッドを差し込んだ。この
時、フェノール樹脂を接着剤に用いた。 サイズ：φ１．０×１０ｍｍ（繊維方向は１０ｍｍ） 積層：ＵＤ 繊維方向弾性率 ：２００ＧＰａ 繊維直角方向弾性率： １０ＧＰａ 繊維方向強度 ：４００ＭＰａ 繊維直角方向強度 ： １０ＭＰａ 密度 ：１．６ｇ／ｃｃ 上記ロッドを挿入後、フェノール樹脂を１５０℃１時間
で硬化し、その後２０００℃まで昇温して炭化させ、３
Ｄ−Ｃ／Ｃ複合材料を得た。
【００１７】得られた３Ｄ−Ｃ／Ｃ複合材料の物性は下
記の通りであった。（Ｘ軸＝Ｙ軸は１００ｍｍ方向） Ｘ，Ｙ方向弾性率： ５６ＧＰａ Ｚ方向弾性率 ： ５６ＧＰａ Ｘ，Ｙ方向強度 ：１１２ＭＰａ Ｚ方向強度 ：１１２ＭＰａ この結果、簡単に３Ｄの等方性材料を製造することがで
きた。
記の通りであった。（Ｘ軸＝Ｙ軸は１００ｍｍ方向） Ｘ，Ｙ方向弾性率： ５６ＧＰａ Ｚ方向弾性率 ： ５６ＧＰａ Ｘ，Ｙ方向強度 ：１１２ＭＰａ Ｚ方向強度 ：１１２ＭＰａ この結果、簡単に３Ｄの等方性材料を製造することがで
きた。
【００１８】実施例２ 下記物性を有する一方向性ＣＦＲＰ複合材料のブロック
を用意した。 サイズ：３０×３０×２０ｍｍ（繊維方向は２０ｍｍ） 積層：ＵＤ 繊維方向弾性率 ：１２０ＧＰａ 繊維直角方向弾性率： ２０ＧＰａ 繊維方向強度 ：８００ＭＰａ 繊維直角方向強度 ： ２０ＭＰａ 密度 ：１．５５ｇ／ｃｃ 上記ブロックに２方向からφ１．０の貫通孔を、ピッチ
３ｍｍで格子状(正方形配列)にあけた(図２参照)。な
お、２方向からの貫通孔は、それぞれが交わらないよう
に、高さ方向に差を設けて、交互に空けた。
を用意した。 サイズ：３０×３０×２０ｍｍ（繊維方向は２０ｍｍ） 積層：ＵＤ 繊維方向弾性率 ：１２０ＧＰａ 繊維直角方向弾性率： ２０ＧＰａ 繊維方向強度 ：８００ＭＰａ 繊維直角方向強度 ： ２０ＭＰａ 密度 ：１．５５ｇ／ｃｃ 上記ブロックに２方向からφ１．０の貫通孔を、ピッチ
３ｍｍで格子状(正方形配列)にあけた(図２参照)。な
お、２方向からの貫通孔は、それぞれが交わらないよう
に、高さ方向に差を設けて、交互に空けた。
【００１９】上記２方向の貫通孔に、ＵＤ−ブロックと
同一物性で直径１ｍｍのＵＤ−Ｃ／Ｃ複合材料製ロッド
を差込んだ。なお、この場合もフェノール樹脂を接着剤
に用いた。その後、実施例１と同様にして硬化、炭化さ
せ、３Ｄ−Ｃ／Ｃ複合材料を得た。
同一物性で直径１ｍｍのＵＤ−Ｃ／Ｃ複合材料製ロッド
を差込んだ。なお、この場合もフェノール樹脂を接着剤
に用いた。その後、実施例１と同様にして硬化、炭化さ
せ、３Ｄ−Ｃ／Ｃ複合材料を得た。
【００２０】得られた３Ｄ−Ｃ／Ｃ複合材料の物性は下
記の通りであった。（Ｘ軸＝Ｙ軸は１００ｍｍ方向、Ｚ
軸は１０ｍｍ方向） Ｘ，Ｙ方向弾性率： ２９ＧＰａ Ｚ方向弾性率 ： ６４ＧＰａ Ｘ，Ｙ方向強度 ：１９３ＭＰａ Ｚ方向強度 ：４２７ＭＰａ この結果、良好な３ＤのＣＦＲＰ複合材料が製造でき
た。
記の通りであった。（Ｘ軸＝Ｙ軸は１００ｍｍ方向、Ｚ
軸は１０ｍｍ方向） Ｘ，Ｙ方向弾性率： ２９ＧＰａ Ｚ方向弾性率 ： ６４ＧＰａ Ｘ，Ｙ方向強度 ：１９３ＭＰａ Ｚ方向強度 ：４２７ＭＰａ この結果、良好な３ＤのＣＦＲＰ複合材料が製造でき
た。
【００２１】実施例３ 下記物性を有する２Ｄ−Ｃ／Ｃ複合材料のブロックを用
意した。 サイズ ：１００×１００×１０ｍｍ（繊維方向
は１００ｍｍ） 積層枚数 ：８０層 両方向弾性率 ：１００ＧＰａ 厚さ方向弾性率： １０ＧＰａ 面方向強度 ：２００ＭＰａ 厚さ方向強度 ： １０ＭＰａ 密度 ：１．６ｇ／ｃｃ 上記２Ｄ−Ｃ／Ｃ複合材料の表面（１００×１００の
面）に直径２ｍｍの貫通孔を、ピッチ４ｍｍで格子状
（正方形配列）にあけた。
意した。 サイズ ：１００×１００×１０ｍｍ（繊維方向
は１００ｍｍ） 積層枚数 ：８０層 両方向弾性率 ：１００ＧＰａ 厚さ方向弾性率： １０ＧＰａ 面方向強度 ：２００ＭＰａ 厚さ方向強度 ： １０ＭＰａ 密度 ：１．６ｇ／ｃｃ 上記２Ｄ−Ｃ／Ｃ複合材料の表面（１００×１００の
面）に直径２ｍｍの貫通孔を、ピッチ４ｍｍで格子状
（正方形配列）にあけた。
【００２２】上記貫通孔に、下記物性を有する直径２ｍ
ｍの一方向性ＧＦＲＰ製（ガラス繊維強化プラスチック
マトリックス複合材料）のロッドを差し込んだ。この
時、エポキシ樹脂を接着剤に用いた。 サイズ ：φ１．０×１０ｍｍ（繊維方向は
１０ｍｍ） 積層 ：ＵＤ 繊維方向弾性率 ：５０ＧＰａ 繊維直角方向弾性率：１５ＧＰａ 繊維方向強度 ：２００ＭＰａ 繊維直角方向強度 ： １０ＭＰａ 密度 ：１．９ｇ／ｃｃ マトリックス ：エポキシ樹脂
ｍの一方向性ＧＦＲＰ製（ガラス繊維強化プラスチック
マトリックス複合材料）のロッドを差し込んだ。この
時、エポキシ樹脂を接着剤に用いた。 サイズ ：φ１．０×１０ｍｍ（繊維方向は
１０ｍｍ） 積層 ：ＵＤ 繊維方向弾性率 ：５０ＧＰａ 繊維直角方向弾性率：１５ＧＰａ 繊維方向強度 ：２００ＭＰａ 繊維直角方向強度 ： １０ＭＰａ 密度 ：１．９ｇ／ｃｃ マトリックス ：エポキシ樹脂
【００２３】得られた３Ｄ−複合材料の１００×１００
ｍｍの面における軟鋼との大気中の乾燥摩擦係数は、２
Ｄ−Ｃ／Ｃ複合材料のみの０．２４から、ガラスを入れ
ることにより０．４に向上した。また、Ｃ／Ｃ複合材料
の積層間の層間剪断度は７ＭＰａから４０ＭＰａに向上
した。
ｍｍの面における軟鋼との大気中の乾燥摩擦係数は、２
Ｄ−Ｃ／Ｃ複合材料のみの０．２４から、ガラスを入れ
ることにより０．４に向上した。また、Ｃ／Ｃ複合材料
の積層間の層間剪断度は７ＭＰａから４０ＭＰａに向上
した。
【００２４】
【発明の効果】請求項１の三方向性繊維強化複合材料
は、一方向性又は二方向性繊維強化複合材料のブロック
基材に孔空け加工を施し、その孔に一方向性繊維強化複
合材料製ロッドを打ち込んでなるものとしたことから、
簡単な方法で三次元的に優れた強度及び弾性率を有する
構造材料を容易に得ることができる。
は、一方向性又は二方向性繊維強化複合材料のブロック
基材に孔空け加工を施し、その孔に一方向性繊維強化複
合材料製ロッドを打ち込んでなるものとしたことから、
簡単な方法で三次元的に優れた強度及び弾性率を有する
構造材料を容易に得ることができる。
【図１】実施例１で得られた３Ｄ−Ｃ／Ｃ複合材料の斜
視図である。
視図である。
【図２】実施例２で得られた３Ｄ−Ｃ／Ｃ複合材料の斜
視図である。
視図である。
【図３】三次元織物の組織例を示す図である。
【図４】多軸組織例を示す斜視図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 御前 博之 埼玉県入間郡大井町西鶴ヶ岡１丁目３番１ 号 東燃株式会社総合研究所内 (72)発明者 渥美 昭洋 埼玉県入間郡大井町西鶴ヶ岡１丁目３番１ 号 東燃株式会社総合研究所内 (72)発明者 川村 憲明 埼玉県入間郡大井町西鶴ヶ岡１丁目３番１ 号 東燃株式会社総合研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 一方向性又は二方向性繊維強化複合材料
のブロック基材に孔空け加工を施し、その孔に一方向性
繊維強化複合材料製ロッドを打ち込んでなることを特徴
とする三方向性繊維強化複合材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8242682A JPH1067572A (ja) | 1996-08-26 | 1996-08-26 | 三方向性繊維強化複合材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8242682A JPH1067572A (ja) | 1996-08-26 | 1996-08-26 | 三方向性繊維強化複合材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1067572A true JPH1067572A (ja) | 1998-03-10 |
Family
ID=17092671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8242682A Pending JPH1067572A (ja) | 1996-08-26 | 1996-08-26 | 三方向性繊維強化複合材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1067572A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002519277A (ja) * | 1998-06-26 | 2002-07-02 | アメリカ合衆国 | フタロニトリル樹脂から誘導される炭素基質複合材 |
| CN113149648A (zh) * | 2021-05-14 | 2021-07-23 | 中南大学 | 提高碳/碳复合材料厚板增密密度及密度均匀性的方法 |
-
1996
- 1996-08-26 JP JP8242682A patent/JPH1067572A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002519277A (ja) * | 1998-06-26 | 2002-07-02 | アメリカ合衆国 | フタロニトリル樹脂から誘導される炭素基質複合材 |
| CN113149648A (zh) * | 2021-05-14 | 2021-07-23 | 中南大学 | 提高碳/碳复合材料厚板增密密度及密度均匀性的方法 |
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