top of page
カーボンモノリスの微細構造

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

L/tの説明図

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...

過去データとの比較

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

L/tとヤング率の関係1
L/tとヤング率の関係2

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。

ヤング率と幾何学特性
bottom of page