短繊維複合材 の変形挙動 にお よぼす温度 の影響

短繊維複合材 の変形挙動 にお よぼす温度 の影響

小 山 信 次 ^*

The Effect of Temperature on′ rensile Fracture山 Iechanism of Glassy Polymers with Small Content of Glass Fibers

Nobuii KoYAMA*

Abstract

Under the various temperature conditions,the tensile fractur behavior、 、 ア as investigated for transparentッヽ S ans PC samples郡

ァ contents of short glass abers fabricated by the in〕 ection molding method  lt、 vas found that the tensile fracture for AS occured due to crazing at the ends of the Fibers in the inside of the specimen at 25° C and at 60° C,due to crazing at the center of Fibers、 vhere rupture occured  The tensile fracture for PC occured due to debonding along iber or diamond cracks at 50° C,25° C and‑76° C  At‑192° C,the tens■ e fracture for AS and PC, occured due to the initiation of surface crazes̲

fζ

て

rtrs: tensile fracture,short glass Fiber,Hi― Polymer materials, temperature dipendence

1.  は   じ   め に

ガラス短絨維 (SGF)強 化複合材の強度向上 を目指 して多 くの研究がなされて きた ^1>0。 研 究 の多 くは ,実 用材 を対象 とし SGF含 有率 と 強度の関係 に力点 をおいているようである。 こ の場合 ,多 量の短繊維 を含有 した材料 を用いて いるので ,含 まれる繊維が障害 となって材料 は 不透明 とな り ,試 験片内部で起 こっている事象 を連続的に把握で きないのが普通である。 した がって ,こ の場合 ,表 面観察や ,破 壊後 に得 ら れ る破面の SEM観 察な どを基 に破壊機構 を推 定す ることになる。

前報の 0に _おいて ,室 温空気中では ,一 般 に

クレイズ発生抵抗の小 さいアク リロニ トリルス チレン (AS),ア ク リル (PMMA)と ^クレイズ

発生 に対す る抵抗が強 く ,破 壊 までの伸びの大 きな延 性 的 な材 料 で あ るポ リカーボ ネ イ ト

平成 8年 ^{10月 18日} 受理 単エネルギーエ学科・助教授

(PC)に ,極 微少量の SGFを 混ぜた複合材料 を 用い ,疲 労破壊過程の観察 を行 い ,AS,PMMA

材の場合 は ,繊 維の切断 ,引 ^{き抜 け} ,マ トリッ クスか らの剣離 は疲労破壊機構 にはあまり重要 ではな く ,負 荷方向 と平行 な繊維端近傍 におけ るクレイズ発生が疲労破壊の引 き金 にな り ,ク レイズ発生抵抗の大 きな PC材 _の場合 ,高 応力 振幅側 においては ,負 荷方向に垂直 な繊維 とマ トリックス との剣離 ,せ ん断 き裂化が ,低 応力 振幅側では ,試 験片表面 におけるクレイズ発生

せん断帯のせん断 き裂化が疲労破壊 を引 き起 こ

し ,ク レイズ発生抵抗 の大小が複合材料の疲労 破壊過程 に大 きな影響 を与 えることを示 した。

ここでは ,ASと PC材 に ,前 報同様 ,極 微少 量 の SGFを 混ぜた複合材料 を用 い ,異 な る試 験温度で引張試験 を行 い ,SGF近 傍の変形 の様 相 を観察することによって引張変形過程の温度 依存性 を考察する。

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