走査型プローブ顕微鏡(SPM)データギャラリー

炭素繊維強化プラスチックの温度スウィープマッピング

温度スウィープマッピング
エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社

ジャンル 有機・高分子, 生体, 無機材料
モード 温度スウィープマッピング
測定領域 6μm
ステーション NanoNavi
装置 E-sweep

 解説
Fig.1 CFRPへの温度スウィープマッピング適用例
Fig.1 CFRPへの温度スウィープマッピング適用例

Fig.2 自動解析結果とDMSデータ
Fig.2 自動解析結果とDMSデータ 

高分子材料は温度により特性や構造が変化します。最新ステーションNanoNavi及び環境制御型ユニットE-sweepによる温度スウィープマッピングは、温度を連続的に変化させながら、その過程で自動的に形状像と物性像をマッピングする機能です。更に解析エリアを指定することにより、任意箇所での温度に対する物性変化を一括してグラフ化する機能も持っています。

ここでは、飛行機の構造材料などに利用されるCFRP(炭素繊維強化プラスチック)のFFMモード測定(1) につき、温度スウィープマッピングを適用した例をFig.1に示します。CFRPは母材であるエポキシ樹脂中に、強化材として炭素繊維を含浸させたものです。75℃から95℃では炭素繊維部分とエポキシ樹脂部分の摩擦力の差は小さいですが、100℃近辺からエポキシ樹脂での摩擦が大きく(明るく表示)なっています。Fig.2は、それぞれの部分で解析エリアを指定し、温度に対する摩擦力の信号を自動解析したグラフです。炭素繊維部分では温度に対して摩擦力の変化がほとんどないのに対して、樹脂部分では、昇温に伴って摩擦力に変化が生じています。下のグラフは、温度スウィープマッピングで得られたグラフ(赤線)を熱分析(DMS、青線)のデータに重ねがきしたものです。DMSによる粘弾性スペクトルの変化(樹脂のガラス転移に起因)と対応する温度で、摩擦力が変化していることがわかり、温度スウィープマッピング機能がエポキシ樹脂のガラス転移現象を捉えたと考えられます。(1)

引用文献:
(1) 岩佐真行、安藤和徳、大久保信明: ”温度制御プローブ顕微鏡によるエポキシ樹脂表面のキャラクタリゼーション” 熱測定討論会 (2005) 飛び梅賞(ポスター賞)受賞
(2) 岩佐真行: ”温度制御プローブ顕微鏡によるエポキシ樹脂表面のキャラクタリゼーション”、 ナノプローブテクノロジー第167委員会 第41回研究会資料 (2006) 52-57
関連文献:
  •ポリファイル 2006年1月号の「ショールーム」のコーナーで記事が紹介されています

トップへ戻る 閉じる