導電性樹脂を用いたCFRP積層板と純アルミニウムA1050とのガルバニック腐食

摘要

航空機に炭素繊維強化プラスチック（CarbonFiber Reinforced Plastics, CFRP)を用いる際の問題点の一つとして，雷撃損傷が挙げられる.航空機が被雷した場合，主要構造材がアルミニウム合金であれば，速やかに構造材中を雷電流が流れ，大気中へと放電することができる.しかし，CFRPは一般に絶縁性の樹脂と導電性の炭素繊維から構成されており，全体としての導電性はアルミニウム合金に比べて低いため，雷撃を受けた際には雷電流が構造部材に貯まりやすく，雷による損傷も大きくなってしまう.現在，航空機の雷撃対策として，CFRP表面にLSP(Lightning Strike Protection)とよばれるCuメッシュを貼り付ける方法が採用されているが，重量増や作業•整備効率の悪化を招いている.LSP以外の耐雷技術として，樹脂自体に導電性を持たせた導電性CFRPの開発が行われている.この導電性CFRPの耐雷性評価はこれまでにも行われているが，実機での長期運用を考えた際には，CFRPと従来材であるA1合金との接触腐食（ガルバニック腐食）の評価も行う必要がある.著者らは，先行研究において，導電性CFRPであるCF/PANI材を用いて，CF/PANI積層板とアルミニウム1050とのガルバ二ック腐食挙動を調べた.先行研究では，CFRP積層板と1050とを4cmの極間距離を設けて食塩水中に浸漬後，無抵抗電流計を介して両者を短絡し，A1-CFRP対を流れる電流（ガルバニック電流）を測定する試験を行った.この試験方法では，ガルバニック対を流れる電流をリアルタイムに計測することで，腐食の進行状況をその場モニタリングすることができ，ガルバニック腐食の基礎データ収集には有用である.しかし，CFRPとA1とが直接接しているわけではないため，実機を想定した場合には，実験結果と実際に生じる腐食現象とのあいだの乖離が懸念される.そこで本研究では，CFRP積層板とA1とを機械的に締結することでCFRPとA1とを接触させ，これを食塩水中に浸漬する，いわゆる直接接触浸漬試験を実施することで，導電性CFRPとA1とのガルバニック腐食を評価した.