低地球軌道におけるスペーストライボロジーのシナ-ジェシズム

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08455082
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 大前 伸夫 大阪大学, 工学部, 助教授 (60029345)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 志村 考功 大阪大学, 工学部, 助手 (90252600) ; 田川 雅人 大阪大学, 工学部, 助手 (10216806)
• Keywords: 原子状酸素 / 低地球軌道 / トライボロジー / 宇宙環境 / シナジ-

Research Abstract

本研究は低地球軌道上の宇宙環境においてトライボロジー材料に原子状酸素ならびにX線、紫外線などの環境要因が複合的に働いた場合に、トライボロジー特性がどのような影響を受けるかを地上試験で明らかにしようとするものである。本年度は既存の原子状酸素発生装置に新たに購入したX線源を取り付け、原子状酸素と同時照射が可能なシステムを設計製作した。さらに超高真空対応ピン-ディスク型摩擦試験機とX線源を本システムに同時に取り付けるための試験機の改造、キャリブレーションならびにシステムの設計変更を行った。本装置で得られた原子状酸素ビームのキャラクタリゼーションには新たに四重極質量分析管を用いた飛行時間型質量分析器を用いた。その結果、ビーム中の70%の酸素分子が原子状酸素に解離していること、ビームの平均エネルギーが6.0eVの時のエネルギー分布幅は6.7eV程度有ることなどが明らかにされた。これらの性能は世界的に見ても極めて優れており、本システムは当該研究所を遂行する上で、なんら問題もないことが改めて確認された。
本システムを用いた予備実験の結果、種々の二硫化モリブデン試料(単結晶、スパッタ膜、有機バインダー膜)のいずれもが、原子状酸素の照射によって、そのトライボロジー特性が大幅に劣化するする事が明らかにされた。in-situオージェ電子分光法による解析の結果、表面の硫黄原子の減少が確認され、これがトライボロジー特性劣化の直接的な原因ではないかと推察された。またX線の同時照射によって、このような劣化はさらに進行することが確認され、現在その詳細な解析を試みている。

Research Products

• [Publications] N.OHMAE et al: "Effect of the irradicition of atomic oxysen on tribology in a low earth orbit" Proc.Intertribo '96. 87-90 (1996)
• [Publications] M.TAGAWA et al: "Recent development of the laser induced breakdoun type atomic okysen source at Osaka university," Proc.20th Int.Symp.Space Tech. & Sci.(in Press). (1996)
• [Publications] M.TAGAWA et al: "Effects of ion-implantation on atomic oxygen reactivity with polyimide films in low earth orbit" Proc.20th Int.Symp.Space.Tech.& Sci.(in press). (1996)
• [Publications] 有田正司 他: "宇宙空間におけるマイクロトライボロジー" 真空. 39,9. 430-434 (1996)