2・4 接合試験片作製 2・5 引張せん断試験 図2の試験片を用いて引張せん断試験を行い，接合強度の評価を行った．引張速度は1.0mm/minの変位制御で行い，接合強度は接合面積あたりの最大せん断荷重（τ = P/A）として評価した．また，引張せん断試験後の試験片破面を電界放出形走査電子顕微鏡（FE-SEM）を用いて観察し，破壊形態を調査した． 2・6 ホットプレス成形 油圧式プレス機を用いて図3に示すような半球形状のホットプレス成形を行い，A1050とCFRTPの FMLの成形性の評価を行った．240°Cに加熱した下部金型に下からA1050，CFRTPの順番で重ねて板材を配置し，上部金型を下げて1分間保持した．その後，パンチを降下してプレス成形を行い，荷重を加えたまま保持し装置を水冷した．なお，降下途中のパンチ荷重は6.2ton，下死点でのパンチ荷重は21.5ton，板抑え部にはバネにより0.896tonの荷重が加えられている．装置の温度が80°Cになったところでパンチを上昇して除荷させ，成形品を取り出した．今回は上述の2種類のアルミニウム表面処理を用いて，直接接合及びホットプレス成形を行った． 2・3 シランカップリング処理 接合強度の向上のために，ホットプレスでの接合前にアルミニウム合金の接合部表面にイソシアネート基を有するシランカップリング処理を施した．用いたシランカップリング剤KBE-9007Nの諸元を表6に示す．純水を用いて1wt%に希釈したKBE-9007NにA5052の接合面を15分間含浸させる．含浸後，100°Cのオーブン内で30分間加熱させて，接合面にシランカップリング剤を結合させた． 長さ100mm，幅25mm，厚さ2.0mmのA5052，平織CFRTPをホットプレート上で加熱・加圧することで直接接合し，図2に示す接合試験片を作製した．表面ナノ構造作製及びシランカップリング処理後，300°Cに加熱したホットプレート上に重ね代25mm×12.5mmでA5052と平織CFRTPを重ね，接合部に3分間0.13MPaの圧力を加えた．その後，ホットプレートの電源を切り空冷することで試験片の接合した． め，高い接合強度を実現させるためにはCFRTPの樹脂が気泡を含むことなく表面ナノ構造に含浸させる必要があると考えられる．本研究では，単層でスパイク状の表面ナノ構造であるOne-Tiered(OT)構造及び多層的で多孔質状のMulti-Tiered(MT)構造を作製した．OT構造とMT構造の陽極酸化処理条件およびエッチング処理条件を表4，表5にそれぞれ示す．OT構造の作製では，Yuら2)が行ったナノスパイク構造の作製条件を参考にして，陽極酸化処理条件を変えずに，2回陽極酸化処理とエッチング処理を行った．また，MT構造の作製では，Hoら3)が行った多層的なポーラス構造の作製条件を参考にして，異なる条件下で3回陽極酸化処理とエッチング処理を行った． Aluminum alloy (a) Anodizing. Fig. 1 Schematic of nanostructure fabrication. Table 4 Fabrication condition of OT structure. Anodizing Solution Voltage [V] Temp. [°C] Time [min] Etching Solution Temp. [°C] Time [min] 1st 2nd Table 5 Fabrication condition of MT structure. Anodizing 1st 2nd 3rd 1st 2nd 3rd 1st Solution Voltage [V] Temp. [°C] 2nd, 3rd 1st 2nd 3rd Time [min] Etching Solution Temp. [°C] 1st 2nd 3rd Time [min] Carbon Aluminum rod alloy (b) Etching. 2wt% C6H8O7 +2wt% C2H6O2 (2:1) 400 10 540 12wt% H3PO4 +3.6wt% H2CrO4 63 60 20 0.3M H3PO4 0.15M (COOH)2 0.3M (COOH)2 130 80 50 2 0 30 3.5 15 5wt% H3PO4 25 150 90 40 Table 6 Specification of silane coupling agent. Manufacturer Component Functional group (C2H5O)3SiC3H6N=C=O Fig. 2 Schematic of specimen geometry. Shi-Etsu Silicones Isocyanate − 210 −
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