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J-GLOBAL ID：201802252070140267   整理番号：18A1133508

バイオインスパイアードラメラ構造セラミック/高分子複合材料の力学:実験とモデル【JST・京大機械翻訳】

Mechanics of bioinspired lamellar structured ceramic/polymer composites: Experiments and models

著者 (3件)： Askarinejad Sina (Department of Mechanical Engineering, Worcester Polytechnic Institute, Worcester, MA, United States) ,  Rahbar Nima (Department of Mechanical Engineering, Worcester Polytechnic Institute, Worcester, MA, United States) ,  Rahbar Nima (Department of Civil and Environmental Engineering, Worcester Polytechnic Institute, Worcester, MA, United States)
資料名： International Journal of Plasticity  (International Journal of Plasticity)
巻： 107  ページ： 122-149  発行年： 2018年 
JST資料番号： D0468C  ISSN： 0749-6419  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 超強靭セラミックスの作製は材料科学の主要な目標の一つである。この目標を達成するためにバイオインスパイアド設計が最も効果的な方法であることを示した。真珠層のような生物学的多層材料の機械的性能に関する以前の研究は,それらの優れた機械的性質が微細構造における元素の小規模特徴と最適化配置の直接結果であることを示した。したがって,凍結鋳造技術は,新しいクラスのバイオインスパイアド高分子/セラミック複合材料を作製するための新しい方法として最近導入された。しかし,この方法は厄介であり,これらの複合材料の全体的性能を制御する力学はよく知られていない。本研究において,層状構造を有するバイオインスパイアアルミナ/ポリジメチルシロキサン(Al_2O_3/PDMS)およびアルミナ/ポリウレタン(Al_2O_3/PU)複合材料サンプルの機械的性能を実験的および解析的に研究した。ミクロンサイズの層を持つバイオインスパイアド多層試料を,挑戦的な凍結鋳造技術を用いて作製した。溶液濃度,凍結速度,および焼結温度のような種々のパラメータは,構造に影響し,次に,これらの多層材料の機械的性能に影響を及ぼす。さらに,基礎となる強靭化と変形機構を完全に理解するために,層状複合材料の機械的応答の微視力学モデルを提示した。構成特性の関数としての層の変位に対する閉形式解を導き,弾性係数,強度および引張靱性のような層状構造化複合材料の機械的応答を計算した。実験結果は提案した解析モデルと良く一致した。破壊力学試験も用いて,試料の抵抗曲線(R曲線)挙動を調べた。さらに,これらの試料における重要な強靭化機構を考察し,層状セラミック/高分子複合材料における繊維架橋および繊維引抜きに対する支配方程式を提示した。最後に,詳細な材料設計関係を導き,次世代構造複合材料の設計における将来方向を同定した。Copyright 2018 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 解析モデル ,  アルミナ ,  *セラミック ,  多層 ,  破壊力学 ,  引張 ,  *高分子 ,  弾性係数 ,  *複合材料 ,  靱性 ,  最適化 ,  層状組織 ,  小規模 ,  微視力学
準シソーラス用語： 強靱化 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (4件)： せん断遅れ理論 ,  強靭化機構 ,  セラミック/ポリマ複合材料 ,  ラメラ

分類 (3件)： 金属材料  (HC03020E) ,  機械的性質  (WB02030U) ,  弾性力学一般  (HC02010M)

タイトルに関連する用語 (5件)： セラミック ,  高分子複合材料 ,  力学 ,  実験 ,  モデル