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J-GLOBAL ID：201702238333830264   整理番号：17A0557143

チタン合金及びCFRPに種々の表面処理を施した場合の濡れ性と表面形状評価及び接着接合継手強度

Wettability, surface geometry and adhesively-bonded joint strength of various surface treatments on titanium alloys or CFRP

著者 (5件)： 安岡哲夫 (宇宙航空研究開発機構) ,  竹田智 (宇宙航空研究開発機構) ,  星光 (宇宙航空研究開発機構) ,  杉本直 (宇宙航空研究開発機構) ,  岩堀豊 (宇宙航空研究開発機構)
資料名： 宇宙航空研究開発機構研究開発報告 JAXA-RR-(Web)  (JAXA-RR (Web))
号： 16-014  ページ： WEB ONLY  発行年： 2017年02月15日 
JST資料番号： U1011A  ISSN： 2433-2216  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 航空宇宙のCFRP一次構造物は基本的にメカニカルファスニングによる継手が用いられている。これを接着接合継手に置き換えることで,さらなる軽量化を達成することができる。特にMetal-CFRP継手について言えば,一体成形ができないため,接着接合継手が不可避である。しかしながら,現状,型式認証基準をクリアするには接着接合はハイコストであり,メカニカルファスニングに比べて不利である。接着接合のコスト削減のアプローチの1つは,新しい表面処理法を導入することである。本研究では,チタン合金とCFRPについて,新しい技術を含む様々な表面処理法を適用し,濡れ性及び表面形状を評価するとともに,シングルラップによる接着接合継手を作製し,継手強度の測定を行った。チタン合金については,表面処理としてイトロ処理とレザリッジを用いた接着継手の強度が,従来の表面処理法による水準とFEAにより推定した接着剤破壊水準を超える強さを示した。濡れ性及び表面形状評価の結果から,イトロ処理は,二次結合とメカニカルインターロッキング以外の接着メカニズム,例えば一次結合によって高強度が発現したと推察された。一方レザリッジは,表面形状として深さ100μm以上の溝を有しており,その溝でメカニカルインターロッキングが発現し,高強度を示したと推察された。これらの表面処理は簡易であり,表面処理コスト削減と接着品質の安定化が見込め,新しい表面処理技術として実機適用が期待できる。CFRPについては,従来の表面処理法であるサンドペーパーが最も高強度であった。しかし次点の大気圧プラズマの方が処理がより簡易であり,次世代の表面処理技術として今後の可能性は大きい。(著者抄録)

シソーラス用語： *チタン合金 ,  *炭素繊維強化プラスチック ,  濡れ ,  接着 ,  表面処理 ,  強度 ,  構造 ,  重ね継手 ,  剪断強さ ,  接触角 ,  表面性状 ,  表面濡れ性 ,  継手強度 ,  航空機構造 ,  機械的性質
準シソーラス用語： CFRP ,  *接着接合 ,  重合せ継手 ,  表面粗度 ,  界面自由エネルギー

分類 (1件)： 接着  (WC07020V)

引用文献 (24件)：

• Adams, R. D. and Cawley, P., “A review of defect types and nondestructive testing techniques for composites and bonded joints”, NDT international, Vol. 21, No. 4 (1988), pp. 208-222.
• Kim, J. K., Lee, D. G. and Kim, H. S., “Effects of plasma surface treatments on the carbon/epoxy composite”, SME Technical paper, EM03-313 (2003).
• Seneviratne, W., Tomblin, J. and Kittur, M., “Durability and residual strength of adhesively-bonded composite joints: the case of F/A-18 A-D wing root stepped-lap joint”, Woodhead publishing series in composites science and engineering: Number 52, Fatigue and fracture of adhesively-bonded composite joints, Elsevier (2015), pp. 289-320.
• Gardiner, G., “Certification of bonded composite Primary structures”, High-performance Composites (March 2014), pp. 50-57.
• FAR 23.573, “Damage tolerance and fatigue evaluation of structure”, Federal Aviation Administration, US (2008).

タイトルに関連する用語 (8件)： チタン合金 ,  CFRP ,  表面処理 ,  濡れ性 ,  表面形状 ,  評価 ,  接着接合 ,  継手強度