パルス渦電流法よるアルミニウム合金とCFRTPの異種材料接合品の分離技術の開発

脉冲涡流法铝合金与CFRTP异种材料粘合制品分离技术开发

• 批准号: 22K03818
• 负责人: 板谷 年也
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Suzuka National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03818/
• 关键词: 熱可塑性炭素繊維強化プラスチック; パルス渦電流法; 異種材料接合品; 分離技術; CFRTP

本研究では、金属と熱可塑性炭素繊維強化プラスチック（CFRTP）の異種材料接合品の接合部の樹脂溶融による剥離に着目し、パルス渦電流法よるアルミニウム合金（Al合金）とCFRTPの異種材料接合品の分離技術の開発を目的とする。短冊状のAl合金（A5052P）とCFRTP（TEPEX社 dynalite）を接着剤（コニシ社 E250）で接着接合し、試験片を製作した。はじめに、パルス渦電流法を用いた誘導加熱システム（アロニクス社 EASYHEAT0224）を構築し、コイル電流を100、110、120、130、140、150Aと変化させて接着接合部の加熱を行った。コイル電流130、140、150Aにおいて、5秒以内でAl合金とCFRTPを分離することに成功した。次に、分離した CFRTP が再利用できるかどうかを評価するため、ディジタルマイクロスコープとAFM（Atomic Force Microscope）でCFRTPの表面観察を行った。ディジタルマイクロスコープを用いたCFRTP表面観察について、誘導加熱前と誘導加熱後のCFRTP表面をレンズ倍率50倍で観察した。誘導加熱後のCFRTPは、炭素繊維自体には大きな変化は見られなかったが、樹脂にボイドのようなものがあった。これは誘導加熱時の熱が影響したと考えられる。AFMを用いたCFRTP表面観察について、誘導加熱前と誘導加熱後のCFRTP表面を比較すると、導加熱前と誘導加熱後のCRTP表面を比較すると、目視では確認できなかった樹脂表面の凹凸の変化がわかった。今後、分離後のCFRTPについて、加熱によるCFRTPの物性変化を表面観察した上で、その鍵となる引張強度に問題ないかどうかを明らかにする予定である。

这项研究的重点是由于树脂融化而释放金属和热塑性碳纤维增强塑料（CFRTP），旨在开发一种技术，使用脉冲涡流方法开发一种用于分离铝合金（AL合金）和CFRTP的不同材料键的技术。将带状的Al合金（A5052p）和CFRTP（Tepex Dynalite）与粘合剂（Konishi E250）粘合，以产生测试标本。首先，构建了使用脉冲涡流方法（Aronix EasyHeat0224）的感应加热系统，并将线圈电流更改为100、110、120、130、140和150A，以加热粘合剂接头。我们在5秒内以130、140和150a的线圈电流在5秒内成功将AL合金和CFRTP分离。接下来，为了评估是否可以重复使用分离的CFRTP，使用数字显微镜和原子力显微镜（AFM）对CFRTPS进行了表面观察。关于使用数字显微镜观察CFRTP表面，在诱导加热之前和之后的CFRTP表面在50倍的镜头放大倍率下观察到。尽管在诱导加热后，在CFRTP的碳纤维本身中未观察到重大变化，但树脂具有无效的特性。人们认为这在诱导加热过程中受热的影响。关于使用AFM对CFRTP表面的过度，在诱导加热前和诱导加热后的CFRTP表面进行比较时，在诱导加热前和诱导加热后比较CRTP表面时，树脂表面的不均匀度的变化是看不到的。将来，我们将研究分离后CFRTP物理特性的变化，并澄清关键拉伸强度是否存在问题。