長繊維強化高分子複合材料の精密プレス成形法の研究

长纤维增强高分子复合材料精密压制成型方法研究

基本信息

批准号：
63550094
负责人：
北條英典
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1988
资助国家：
日本
起止时间：
1988 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

長繊維強化高分子複合材料(以下長繊維FRTPと略称する)の精密プレス成形では、プレス成形中の材料の流動挙動が成形品精度、強度・異方性の支配要因であることに着目し、本研究では、試作および市販長繊維FRTP(Xシート)について、基本的な短形板の平面歪圧縮および円板の圧縮成形を行った場合の強化材繊維の配向・分離におよぼす材料、成形条件の影響を検討した。さらに繊維配向角分布・含有率分布の測定法について検討し、精密プレス成形に関する基本的知見を与えた。1.繊維配向角分布の表示式と測定法成形品の繊維は、互いに絡み合い複雑な構造を有し、その配向角分布の表示および測定法はまだ確立されていない。まず表示式に関しては、スタインの配向関数を修正した山田の式が長繊維強化材のみならず短繊維射出成形品の場合にも適用し得ることがわかった。測定法に関しては、(1)繊維を個々に識別できる場合、交点計数法により、(2)識別できない場合、成形品のX線写真から得られる繊維影濃度の勾配を利用することによって測定する新しい方法を考案した。本法による配向角分布は強さの異方性と強い相関があり、その有用性を明らかにした。2.繊維含有率分布の非破壊測定法成形品のX線写真から繊維含有率分布を、含有量標準サンプルを参照して、測定する方法を確立した。本法は従来の燃焼法に代わる簡便精密な方法と考えている。3.繊維含有率分布これまで成形に伴う繊維の分離は、母相と繊維の固液混相流として扱えば、良く予測できることを一次元流れに関して示してきた。これを円板の圧縮成形における二次元流れに拡張し、その妥当性を明らかにした。

在长纤维增强聚合物复合材料（以下简称长纤维FRTP）的精密压制成型中，我们重点关注压制成型过程中材料的流动行为是制品精度、强度和各向异性的控制因素。在这项研究中，我们研究了当原型和市售长纤维 FRTP（X 片材）受到矩形板的基本平面应变压缩和压缩成型时，影响增强纤维取向和分离的材料和成型条件。我们考虑了圆形板的影响。此外，我们还研究了纤维取向角分布和含量分布的测量方法，并提供了精密压制成型的基础知识。 1. 纤维取向角分布的显示公式和测量方法成型制品的纤维结构复杂，相互交织，目前尚未建立取向角分布的显示和测量方法。首先，关于显示公式，发现山田公式是斯坦因取向函数的修改，不仅可以应用于长纤维增强材料，而且可以应用于短纤维注塑制品。在测量方法上，采用了一种新的方法：（1）如果可以单独识别纤维，则采用交叉计数法；（2）如果不能识别纤维，则利用由纤维阴影密度的梯度得到的纤维。设计了成型品的X射线照片。通过该方法获得的取向角分布与强度各向异性具有很强的相关性，其有用性已得到阐明。 2. 纤维含量分布的无损测量方法我们建立了一种参考含量标准样品，从成型品的 X 射线照片测量纤维含量分布的方法。该方法被认为是传统燃烧方法的简单而精确的替代方法。 3.纤维含量分布我们已经在一维流动方面表明，如果将其视为基体和纤维的固液多相流，则可以很好地预测成型过程中的纤维分离。我们将其扩展到磁盘压缩成型中的二维流动并阐明了其有效性。