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2020M-193 @ 公益財団法人JKA補助事業
カーボンモノリスを利用した高性能断熱材料の開発補助事業
大気圏再突入機の熱防御材として知られるアブレータの基材としてカーボンモノリス(多孔質炭素)を応用するために,特に構造と力学特性の関係に焦点を当てた研究を遂行しました。このページでは2020年度及び2021年度は公益財団法人JKAの補助事業による進捗を一部抜粋して報告いたします。
微細な多孔質構造と力学特性の関係
〈本研究で用いた多孔質材料〉
「ストラット(柱)」が「ジョイント(結合部)」で
三次元的に結合している構造

従来の多孔質材料とは違い,ヤング率(力学特性)とヤング率の関係が相対密度で整理できない...

多孔質炭素を模擬したモデルを作製し,
ストラットの長さ(L)及び厚さ(t)と
結合部の直径(d_j)から求められる
アスペクト比(L/t)と
くびれ比(d_j / t)でヤング率を整理


Arai, Y., Daigo, Y., Esuke, K., Ryo, I., & Yasuo, K. (2021). Relationship between the microstructures and Young’s modulus of three-dimensional networked porous carbon material. Journal of Materials Science, 56, 10338–10352. https://doi.org/10.1007/s10853-021-05950-x
〈結論〉モデルから得られた L/t と d_j / t の関係は実験値を再現しており,多孔質炭素のヤング率がこれらのパラメータに依存することがわかった。

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