JPH06212018A - 高分子基複合機能性材料 - Google Patents
高分子基複合機能性材料Info
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- JPH06212018A JPH06212018A JP3725693A JP3725693A JPH06212018A JP H06212018 A JPH06212018 A JP H06212018A JP 3725693 A JP3725693 A JP 3725693A JP 3725693 A JP3725693 A JP 3725693A JP H06212018 A JPH06212018 A JP H06212018A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高温での材料強化や制振性、さらには内部損
傷の自己修復機能が付与された高分子基複合機能性材料
を提供する。 【構成】 逆変態温度以下での低温側マルテンサイト相
の形状記憶合金材料繊維素子２を高分子母材１内部に組
み込み、材料強化と制振性を高めると同時に、埋め込み
繊維の電気抵抗や表面貼付した圧力（ひずみ）センサの
変化を常時計測し、異常時に埋め込みファイバを通電加
熱などにより加熱させて、形状記憶収縮力を利用して内
部き裂・空洞などの欠陥を自己閉鎖出来るような外環境
変化に応答可能な高次機能性高分子基複合材料。特に、
形状記憶合金の作製にあたり、その合金系溶湯を１０２
〜１０６℃／ｓｅｃの範囲で急冷凝固させて得られる金
属結晶質を有する範囲の形状記憶合金系材料素子を母材
内に混合・配列させ、高性能化させた高分子基複合機能
性材料。
傷の自己修復機能が付与された高分子基複合機能性材料
を提供する。 【構成】 逆変態温度以下での低温側マルテンサイト相
の形状記憶合金材料繊維素子２を高分子母材１内部に組
み込み、材料強化と制振性を高めると同時に、埋め込み
繊維の電気抵抗や表面貼付した圧力（ひずみ）センサの
変化を常時計測し、異常時に埋め込みファイバを通電加
熱などにより加熱させて、形状記憶収縮力を利用して内
部き裂・空洞などの欠陥を自己閉鎖出来るような外環境
変化に応答可能な高次機能性高分子基複合材料。特に、
形状記憶合金の作製にあたり、その合金系溶湯を１０２
〜１０６℃／ｓｅｃの範囲で急冷凝固させて得られる金
属結晶質を有する範囲の形状記憶合金系材料素子を母材
内に混合・配列させ、高性能化させた高分子基複合機能
性材料。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、強度と防振性向上のみ
ならず、材料内部の応力や温度さらにはき裂や空洞など
の内部損傷・欠陥を自己修復出来る、外環境温度や応力
変化に応答可能で、材料自体が上記の複数機能をそなえ
た高次高分子基複合機能材料の開発に関するものであ
る。
ならず、材料内部の応力や温度さらにはき裂や空洞など
の内部損傷・欠陥を自己修復出来る、外環境温度や応力
変化に応答可能で、材料自体が上記の複数機能をそなえ
た高次高分子基複合機能材料の開発に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】高分子（ポリマ）基複合材料には、ガラ
ス繊維や炭素繊維をプラスチックス母材内部に混合・配
列させ、そのポリマ特有の軽量化・高耐食性とともに強
度をさらに上げて構造材料として広範囲で使用されてい
る。例えば、建築資材、船艇・船舶、自動車・車両、航
空・宇宙関係などの機械構造物の構成材料、パイプ・タ
ンク類、耐食機器・装置類、電気・電子部品、雑貨類な
どである。
ス繊維や炭素繊維をプラスチックス母材内部に混合・配
列させ、そのポリマ特有の軽量化・高耐食性とともに強
度をさらに上げて構造材料として広範囲で使用されてい
る。例えば、建築資材、船艇・船舶、自動車・車両、航
空・宇宙関係などの機械構造物の構成材料、パイプ・タ
ンク類、耐食機器・装置類、電気・電子部品、雑貨類な
どである。
【０００３】また、高分子（ポリマ）材料は、一般に高
い減衰能（ダンピング特性）を有している。この機能を
生かした形での吸音・遮音材料、制振材料、工業的利用
も最近では多くなって来ている。例えば、制振鋼板、防
振ゴム、発泡プラスチックス（発泡ポリウレタンなど）
はその代表的な例である。
い減衰能（ダンピング特性）を有している。この機能を
生かした形での吸音・遮音材料、制振材料、工業的利用
も最近では多くなって来ている。例えば、制振鋼板、防
振ゴム、発泡プラスチックス（発泡ポリウレタンなど）
はその代表的な例である。
【０００４】一版に、ポリマ材料には、き属材料に比べ
て２〜３オーダー（１００〜１００倍）の大きな減衰能
（損失係数＝ダンピング）性を有しているが、その最大
領域は一般には１００℃以上でのガラス転移温度付近に
あり、それよりも低温度側のガラス領域や高温側ゴム領
域での減衰能は余り高くなく、ガラス転移領域の広域化
が可塑化、共重合化などにより図られている。しかし、
建築材料などの使用温度である室温領域までの高減衰能
化はポリマの本質的な構造上の問題も絡みななかなか進
んでいないのが現状である。また、高減衰（ダンピン
グ）性を示すガラス転移領域では、ポリマは軟化して強
度が急激に低下してしまい、その温度領域でのポリマー
単体からなる強度と減衰性を兼ね備えた構造材料として
の可能性は依然小さいのが現状である。
て２〜３オーダー（１００〜１００倍）の大きな減衰能
（損失係数＝ダンピング）性を有しているが、その最大
領域は一般には１００℃以上でのガラス転移温度付近に
あり、それよりも低温度側のガラス領域や高温側ゴム領
域での減衰能は余り高くなく、ガラス転移領域の広域化
が可塑化、共重合化などにより図られている。しかし、
建築材料などの使用温度である室温領域までの高減衰能
化はポリマの本質的な構造上の問題も絡みななかなか進
んでいないのが現状である。また、高減衰（ダンピン
グ）性を示すガラス転移領域では、ポリマは軟化して強
度が急激に低下してしまい、その温度領域でのポリマー
単体からなる強度と減衰性を兼ね備えた構造材料として
の可能性は依然小さいのが現状である。
【０００５】また、材料の透過損失（ダンピング・ロ
ス）は、一般的にその部材の剛性、質量、内部摩擦に影
響される。その例を図１に示すが、極低周波数（ｆｏ以
下）では、合剛性支配で、中振動域（ｆｏ〜ｆｎ）では
材料の固定条件などに起因する共振（ｆｎ）の影響を受
ける。さらに高周波数域（ｆｎ以上）になると透過損失
（ダンピング・ロス）は質量の支配となり質量増加とと
もに増加する。その際に、材料弾性率に起因する共振点
（ｆｃ）が生じ、その狭い周波数部分では透過損失の低
下が生じることにもなる。
ス）は、一般的にその部材の剛性、質量、内部摩擦に影
響される。その例を図１に示すが、極低周波数（ｆｏ以
下）では、合剛性支配で、中振動域（ｆｏ〜ｆｎ）では
材料の固定条件などに起因する共振（ｆｎ）の影響を受
ける。さらに高周波数域（ｆｎ以上）になると透過損失
（ダンピング・ロス）は質量の支配となり質量増加とと
もに増加する。その際に、材料弾性率に起因する共振点
（ｆｃ）が生じ、その狭い周波数部分では透過損失の低
下が生じることにもなる。
【０００６】そのために、実際、ポリマ母材よりも高い
剛性を示すガラス繊維や炭素繊維を混合して低周波域で
の剛性を高めたり、高周波数域えの質量増加のためにＦ
ｅ２Ｏ３やＺｎＯ粉末を充填して密度を上げる処置が工
夫されている。しかし、図１からも分かるように、材料
自体の内部摩擦を大きくすれば、ほぼ全ての周波数領域
での透過損失（ダンピング・ロス）を向上できることが
わかるので、内部摩擦の増加対策はポリマ系材料でも制
振性向上への有効な手段といえる。
剛性を示すガラス繊維や炭素繊維を混合して低周波域で
の剛性を高めたり、高周波数域えの質量増加のためにＦ
ｅ２Ｏ３やＺｎＯ粉末を充填して密度を上げる処置が工
夫されている。しかし、図１からも分かるように、材料
自体の内部摩擦を大きくすれば、ほぼ全ての周波数領域
での透過損失（ダンピング・ロス）を向上できることが
わかるので、内部摩擦の増加対策はポリマ系材料でも制
振性向上への有効な手段といえる。
【０００７】また、最近では、航空機産業、原子力発
電、化学プラントなど、突発的な破壊により社会的・環
境問題的に大きな損害を被る恐れのある産業では、上記
の高強度化と防振性のみならず、材料内部の応力や温度
を材料側自体からの信号取得により常時モニター（＝自
己診断性）出来て、さらにはき裂や空洞などの内部損傷
・欠陥を低減（＝自己修復性）出来るような、外環境温
度や応力変化に応答可能で、材料自体が上記の複数機能
をそなえた高次高分子基複合機能材料が期待されてきて
いる。
電、化学プラントなど、突発的な破壊により社会的・環
境問題的に大きな損害を被る恐れのある産業では、上記
の高強度化と防振性のみならず、材料内部の応力や温度
を材料側自体からの信号取得により常時モニター（＝自
己診断性）出来て、さらにはき裂や空洞などの内部損傷
・欠陥を低減（＝自己修復性）出来るような、外環境温
度や応力変化に応答可能で、材料自体が上記の複数機能
をそなえた高次高分子基複合機能材料が期待されてきて
いる。
【０００８】本発明では、上記の様々な高分子（ポリ
マ）系材料の材料改善やそれを用いた構成機器・部材の
破損や事故防止に向けて解決すべき材料学的課題になっ
て来ている、中温度域までの強度向上、低温から中
温度域レベルでの高減衰性の確保、使用中のポリマ材
料内部状態（温度・応力）の把握・自己診断機能、使
用中の内部での欠陥・損傷の自己修復機能 など、高次
元の材料機能付与をポリマ系材料に組み込もうとするも
のである。
マ）系材料の材料改善やそれを用いた構成機器・部材の
破損や事故防止に向けて解決すべき材料学的課題になっ
て来ている、中温度域までの強度向上、低温から中
温度域レベルでの高減衰性の確保、使用中のポリマ材
料内部状態（温度・応力）の把握・自己診断機能、使
用中の内部での欠陥・損傷の自己修復機能 など、高次
元の材料機能付与をポリマ系材料に組み込もうとするも
のである。
【０００９】本発明では、上記の様々の高分子（ポリ
マ）系材料に要求されてきている高次元の材料機能付与
を、ポリマ表面もしくはその内部に形状記憶合金系素子
（繊維、微粒子、薄膜など）を混合・配列させた複合材
料を作製することで可能ならしめるものである。すなわ
ち、形状記憶合金系に一般的に起る変態現象による低温
から高温化に伴う材料強度と剛性向上、材料自体の電気
抵抗変化、さらにはポリマ母材内部での形状記憶素子収
縮強化作用、ポリマ母材と形状記憶素子との剛性の相違
と混合形状記憶素子自体の高減衰性を組み合わせた相乗
効果を利用する材料設計により、本発明の高分子基複合
機能性材料が可能になるわけである。
マ）系材料に要求されてきている高次元の材料機能付与
を、ポリマ表面もしくはその内部に形状記憶合金系素子
（繊維、微粒子、薄膜など）を混合・配列させた複合材
料を作製することで可能ならしめるものである。すなわ
ち、形状記憶合金系に一般的に起る変態現象による低温
から高温化に伴う材料強度と剛性向上、材料自体の電気
抵抗変化、さらにはポリマ母材内部での形状記憶素子収
縮強化作用、ポリマ母材と形状記憶素子との剛性の相違
と混合形状記憶素子自体の高減衰性を組み合わせた相乗
効果を利用する材料設計により、本発明の高分子基複合
機能性材料が可能になるわけである。
【００１０】
【作用】一般に、合金系の形状記憶現象は熱弾性型マル
テンサイト（Ｍ）変態に起因する。これは、転位形成に
よる結晶すべり（ｓｌｉｒ）によるものではなく、熱吸
収に付随して起こる相境界面や双晶界面の移動を伴うせ
ん断的ずれ（ｓｈｅａｒ）運動に起因しており、結晶粒
径よりもはるかに小さな兄弟晶（バリアント）が形成さ
れる。それは、外的な熱や応力ひずみエネルギー吸収に
よって可逆的に元の結晶構造状態に戻ることが出来る。
これが、形状記憶効果発現の原因である。鋼などでの焼
き入れにより起こるマルテンサイト変態Ｍ相とは異な
り、形状記憶合金系での低温Ｍ相は高温での安定オース
テナイト（Ａ）母相よりも１／２から１／３程度柔らか
く変形が容易である。すなわち、低温から高温になるに
つれて形状記憶合金では剛性率が２〜３倍程度上昇す
る。また、この際に予ひずみを付与して、その変形を拘
束した場合には、逆に２〜３倍程度の大きな回復力が得
られることになる。この温度上昇に伴う材料強化現象が
通常の金属材料での高温低強度・軟化現象とは大きく異
なる点であり、この特異な現象（＝熱弾性的マルテンサ
イト変態）を利用して、ポリマ系複合材料の材料強化や
複合材内部の剛性の相違を利用した高減衰性発現が可能
になるわけである。
テンサイト（Ｍ）変態に起因する。これは、転位形成に
よる結晶すべり（ｓｌｉｒ）によるものではなく、熱吸
収に付随して起こる相境界面や双晶界面の移動を伴うせ
ん断的ずれ（ｓｈｅａｒ）運動に起因しており、結晶粒
径よりもはるかに小さな兄弟晶（バリアント）が形成さ
れる。それは、外的な熱や応力ひずみエネルギー吸収に
よって可逆的に元の結晶構造状態に戻ることが出来る。
これが、形状記憶効果発現の原因である。鋼などでの焼
き入れにより起こるマルテンサイト変態Ｍ相とは異な
り、形状記憶合金系での低温Ｍ相は高温での安定オース
テナイト（Ａ）母相よりも１／２から１／３程度柔らか
く変形が容易である。すなわち、低温から高温になるに
つれて形状記憶合金では剛性率が２〜３倍程度上昇す
る。また、この際に予ひずみを付与して、その変形を拘
束した場合には、逆に２〜３倍程度の大きな回復力が得
られることになる。この温度上昇に伴う材料強化現象が
通常の金属材料での高温低強度・軟化現象とは大きく異
なる点であり、この特異な現象（＝熱弾性的マルテンサ
イト変態）を利用して、ポリマ系複合材料の材料強化や
複合材内部の剛性の相違を利用した高減衰性発現が可能
になるわけである。
【００１１】 なお、形状記憶合金の熱弾性的変態にお
ける各変態温度を以下に記号で示す。低温側マルテンサ
イト変態終了、開始温度をＭｆ，Ｍｓ、高温側で安定な
母相オーステナイト変態（逆変態）開始、終了温度をＡ
ｓ，Ａｆと呼ぶ。これらの形状記憶合金系での温度変化
に伴う材料特性発現を図２にまとめて示した。また、低
温マルテンサイト相では、微細な双晶変態相、兄弟結晶
（バリアント）が形成され、かつそれらの境界は外的な
熱や応力により非常に動き易く、お互いに干渉しあって
いる。この時の、低温マルテンサイト相での応力〜ひず
み曲線のヒステリシスは非常に大きくなり、そのひずみ
エネルギーは、材料内部に吸収され熱として外部に散逸
されるので、低温相ほど形状記憶合金自体も内部摩擦が
大きく高減衰材料となる。一般的な金属材料と比較して
一連の形状記憶合金が減衰能および強度の両方が極めて
大きな特長を有する材料であることを図３に黒印で示
す。このことから熱弾性型相変態合金である形状記憶合
金（ＳＭＡ）系材料が、機械・構造物用の環境問題とし
て最近重要な課題となってきている振動制御、騒音抑制
を行うための一つの構成材料要素としての可能性を見い
出すことも出来るわけである。
ける各変態温度を以下に記号で示す。低温側マルテンサ
イト変態終了、開始温度をＭｆ，Ｍｓ、高温側で安定な
母相オーステナイト変態（逆変態）開始、終了温度をＡ
ｓ，Ａｆと呼ぶ。これらの形状記憶合金系での温度変化
に伴う材料特性発現を図２にまとめて示した。また、低
温マルテンサイト相では、微細な双晶変態相、兄弟結晶
（バリアント）が形成され、かつそれらの境界は外的な
熱や応力により非常に動き易く、お互いに干渉しあって
いる。この時の、低温マルテンサイト相での応力〜ひず
み曲線のヒステリシスは非常に大きくなり、そのひずみ
エネルギーは、材料内部に吸収され熱として外部に散逸
されるので、低温相ほど形状記憶合金自体も内部摩擦が
大きく高減衰材料となる。一般的な金属材料と比較して
一連の形状記憶合金が減衰能および強度の両方が極めて
大きな特長を有する材料であることを図３に黒印で示
す。このことから熱弾性型相変態合金である形状記憶合
金（ＳＭＡ）系材料が、機械・構造物用の環境問題とし
て最近重要な課題となってきている振動制御、騒音抑制
を行うための一つの構成材料要素としての可能性を見い
出すことも出来るわけである。
【００１２】さらに、形状記憶合金は一般的に金属間化
合物（ＩｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃＣｏｍｐｏｕｎｄ）
なので脆くて硬い性質があり、耐摩耗性は一般に高い傾
向がある。
合物（ＩｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃＣｏｍｐｏｕｎｄ）
なので脆くて硬い性質があり、耐摩耗性は一般に高い傾
向がある。
【００１３】さて、形状記憶現象に伴う大きな回復力を
利用して、本発明の高分子基形状記憶繊維複合材料を強
化するプロセスを模式的に図４に示す。予め低温マルテ
ンサイト相状態で伸びひずみ（図中ε）を与えた形状記
憶ＴｉＮｉ合金を埋め込んだ高分子複合材料をオーステ
ナイト（Ａ）域まで加温すると、内在ＴｉＮｉ繊維は逆
変態を起こして収縮し母材内部に圧縮応力が発生し、か
つＴｉＮｉ繊維の剛性の向上も起こるので、相乗的に複
合材料は強化出来ることがわかる。
利用して、本発明の高分子基形状記憶繊維複合材料を強
化するプロセスを模式的に図４に示す。予め低温マルテ
ンサイト相状態で伸びひずみ（図中ε）を与えた形状記
憶ＴｉＮｉ合金を埋め込んだ高分子複合材料をオーステ
ナイト（Ａ）域まで加温すると、内在ＴｉＮｉ繊維は逆
変態を起こして収縮し母材内部に圧縮応力が発生し、か
つＴｉＮｉ繊維の剛性の向上も起こるので、相乗的に複
合材料は強化出来ることがわかる。
【００１４】本発明の複合材料は、形状記憶強化のため
の加熱・熱処理後にＭｆ以下の低温に置かれれば、再び
Ｍ相としての制振性も現れてくるはずだが、さらに環境
温度に影響されない制振性を付与するためには、第２の
変態温度の高いＳＭＡ素子を混合させる必要がある。ま
た、本材料の破壊靭性、強度向上のためには、第３の混
合素子として炭素繊維などの添加が効果的である。
の加熱・熱処理後にＭｆ以下の低温に置かれれば、再び
Ｍ相としての制振性も現れてくるはずだが、さらに環境
温度に影響されない制振性を付与するためには、第２の
変態温度の高いＳＭＡ素子を混合させる必要がある。ま
た、本材料の破壊靭性、強度向上のためには、第３の混
合素子として炭素繊維などの添加が効果的である。
【００１５】
【実施例】本発明の実施例について、図５に航空機翼な
どでの形状記憶ＴｉＮｉ繊維強化複合材料での、内在損
傷割れ・欠陥などへの能動的閉鎖作用例を示す。複合材
表面での歪ゲージや圧電素子ＰＶＤＦフィルムからの設
定値以上の変形や圧力信号を検知して、ＴｉＮｉファイ
バに通電加熱を行い、ＴｉＮｉファイバの収縮により、
欠陥としてのき裂、空洞などを閉鎖出来るわけである。
また、ポリマが母材の場合は、その絶縁性を利用して、
図６に示される様に埋没ファイバの相変態に伴う電気抵
抗変化から、この複合材料内部の発生応力・ひずみ・温
度状態などが非破壊的に把握出来ることになり、この埋
没ファイバ自体をセンサとしても利用出来る。
どでの形状記憶ＴｉＮｉ繊維強化複合材料での、内在損
傷割れ・欠陥などへの能動的閉鎖作用例を示す。複合材
表面での歪ゲージや圧電素子ＰＶＤＦフィルムからの設
定値以上の変形や圧力信号を検知して、ＴｉＮｉファイ
バに通電加熱を行い、ＴｉＮｉファイバの収縮により、
欠陥としてのき裂、空洞などを閉鎖出来るわけである。
また、ポリマが母材の場合は、その絶縁性を利用して、
図６に示される様に埋没ファイバの相変態に伴う電気抵
抗変化から、この複合材料内部の発生応力・ひずみ・温
度状態などが非破壊的に把握出来ることになり、この埋
没ファイバ自体をセンサとしても利用出来る。
【００１６】図７には、エポキシ系ポリマ母材中にＴｉ
Ｎｉ系長繊維を配列させた複合材料板の外観図で、一端
を自由振動させた場合の表面貼付歪ゲージ出力の動特性
とその減衰性を測定した。図８に示される様に複合板表
面での変位振幅の減衰性の明確な増加が確認出来た。さ
らに、図９に示される様に、単ロール液体急冷凝固（メ
ルト・スパン）法により作製したＴｉＮｉ系合金薄帯は
従来の溶解・加工法による材料よりも大幅な減衰（内
耗）性の向上が可能であり、室温付近ではポリカーボネ
イト（ＰＣ）材料よりも１０倍程度高いことがわかっ
た。このように急冷凝固法により、合金薄帯でのｔａｎ
δは大幅に向上して、複合材料化のための形状記憶素子
として最適である。
Ｎｉ系長繊維を配列させた複合材料板の外観図で、一端
を自由振動させた場合の表面貼付歪ゲージ出力の動特性
とその減衰性を測定した。図８に示される様に複合板表
面での変位振幅の減衰性の明確な増加が確認出来た。さ
らに、図９に示される様に、単ロール液体急冷凝固（メ
ルト・スパン）法により作製したＴｉＮｉ系合金薄帯は
従来の溶解・加工法による材料よりも大幅な減衰（内
耗）性の向上が可能であり、室温付近ではポリカーボネ
イト（ＰＣ）材料よりも１０倍程度高いことがわかっ
た。このように急冷凝固法により、合金薄帯でのｔａｎ
δは大幅に向上して、複合材料化のための形状記憶素子
として最適である。
【００１７】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載されるような効果を奏でる。本発
明の高分子基複合機能性材料は、埋め込まれた形状記憶
合金素子の相変態と材料機能特性を生かした形で、高分
子（ポリマ）系材料で不可避的な温度上昇に伴う強度低
下を抑えられるのみならず、ポリマ母材と形状記憶素子
間での剛性の相違による高制振性、さらには、埋め込み
素子自体の電気抵抗変化を利用した自己診断性、または
事故などの際の異常な温度上昇を自らが検知して、内在
形状記憶合金素子が収縮して、き裂なども閉鎖できる自
己修復機能が付与できる。
いるので、以下に記載されるような効果を奏でる。本発
明の高分子基複合機能性材料は、埋め込まれた形状記憶
合金素子の相変態と材料機能特性を生かした形で、高分
子（ポリマ）系材料で不可避的な温度上昇に伴う強度低
下を抑えられるのみならず、ポリマ母材と形状記憶素子
間での剛性の相違による高制振性、さらには、埋め込み
素子自体の電気抵抗変化を利用した自己診断性、または
事故などの際の異常な温度上昇を自らが検知して、内在
形状記憶合金素子が収縮して、き裂なども閉鎖できる自
己修復機能が付与できる。
【００１８】 それゆえに、高温での材料強度向上や軽
量化が必要な部分、騒音・振動問題などが深刻になって
ぃる各種高分子系材料、すなわち、建築材料、船艇、船
舶、航空機・宇宙、自動車、車両、化学大型プラントな
ど機械構造物の構成材料、パイプ・タンク類、耐食機器
・装置類、電気・電子部品、雑貨類などの機械・電子部
品、制振、吸音マットとしてなど広い用途が可能とな
る。
量化が必要な部分、騒音・振動問題などが深刻になって
ぃる各種高分子系材料、すなわち、建築材料、船艇、船
舶、航空機・宇宙、自動車、車両、化学大型プラントな
ど機械構造物の構成材料、パイプ・タンク類、耐食機器
・装置類、電気・電子部品、雑貨類などの機械・電子部
品、制振、吸音マットとしてなど広い用途が可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】透過損失と質量、弾性率（剛性）、内部摩擦の
関係
関係
【図２】形状記憶合金系材料（図中の黒丸）の高強度と
高制振性
高制振性
【図３】形状記憶合金（ＳＭＡ）での温度変化に伴う材
料特性
料特性
【図４】形状記憶複合材料の材料設計と加工プロセス
【図５】高分子基形状記憶繊維強化複合材料での内在割
れの能動的閉鎖例
れの能動的閉鎖例
【図６】高分子基形状記憶ＴｉＮｉ長繊維複合材料の歪
量と電気抵抗変化
量と電気抵抗変化
【図７】カーボン／エポキシ母材中に形状記憶アクチュ
エータ繊維を埋め込んだ複合材料例（片持ち梁）
エータ繊維を埋め込んだ複合材料例（片持ち梁）
【図８】高分子基形状記憶複合材料での振動減衰性の向
上
上
【図９】液体急冷凝固ＴｉＮｉ合金での内耗（ｔａｎ
δ）の上昇
δ）の上昇
１ 形状記憶合金素子（繊維） ２ 高分子母体 ３ ひずみゲージ
Claims (5)
- 【請求項１】 逆変態終了温度以下の少なくとも一種類
以上の形状記憶合金材料を母材表面に配列接合・付設も
しくは母材内に配列・混合させた高分子基複合材料 - 【請求項２】変態終了点以下の温度で塑性的伸びを付与
されてなる少なくとも一種類以上の形状記憶合金材料素
子を母材表面に配列接合・付設もしくは母材内に配列・
混合させた高分子基複合材料 - 【請求項３】形状記憶合金の作製にあたり、その合金系
溶湯を１０２〜１０６℃／ｓｅｃの範囲で急冷凝固させ
て得られる金属結晶質を有する範囲の形状記憶合金系材
料素子を母材内に混合・配列させた請求項１、２記載の
金属基複合材料 - 【請求項４】逆変態終了点以下の温度で塑性的伸びを付
与されてなる少なくとも一種類以上の第一の形状記憶合
金と、第一の形状記憶合金の逆変態終了点以上の逆変態
開始点を有する少なくとも一種類以上の第二の形状記憶
合金とを混合させた請求項１、２、３記載の金属基複合
材料 - 【請求項５】第三の複合強化材料素子として炭素繊維を
混合させた請求項１、２、３、４記載の高分子基複合材
料
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3725693A JPH06212018A (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | 高分子基複合機能性材料 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP3725693A JPH06212018A (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | 高分子基複合機能性材料 |
Publications (1)
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| JPH06212018A true JPH06212018A (ja) | 1994-08-02 |
Family
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Family Applications (1)
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| JP3725693A Pending JPH06212018A (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | 高分子基複合機能性材料 |
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| JP (1) | JPH06212018A (ja) |
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1993
- 1993-01-14 JP JP3725693A patent/JPH06212018A/ja active Pending
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