2000 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロサテライトにおけるトライボロジー技術と宇宙環境からの影響評価に関する研究
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10555335
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| Research Institution | KOBE UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
田川 雅人 神戸大学, 工学部, 助教授 (10216806)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
太田 斉 三菱電機, 先端技術研究所, 主幹研究員
大前 伸夫 神戸大学, 工学部, 教授 (60029345)
志村 考功 大阪大学, 大学院・工学研究科, 講師 (90252600)
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| Keywords | 原子状酸素 / 低地球軌道 / マイクロサテライト / トライボロジー / 二硫化モリブデン |
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| Research Abstract |
本研究は宇宙開発におけるトレンドであるマイクロサテライトに与える5eV原子状酸素照射の影響を評価するために、原子状酸素を照射した二硫化モリブデン単結晶およびスパッタ膜のトライボロジー特性の評価法を確立するとともに、二硫化モリブデンスパッタ膜のマイクロトライボロジー特性の評価を行ったものである。研究最終年目である平成12年度には、これまでのマクロな摩擦試験器に加えてミクロな摩擦試験を行った。また、in-situ実験を行い、地上研究で通常行われているポストプロセスでの摩擦試験が、実際の状態であるin-situ実験結果と一致するかについても検証を行った。
通常のモリブデンのスパッタ膜を試料としたマクロトライボロジーの実験においては、原子状酸素照射後のポストプロセスでの摩擦試験を行うと数回の摩擦により酸化物層(MoOx)が表面から除去されるため、大きな初期摩擦力を記録した後に原子状酸素照射前の定常状態に回復する現象が観察されていた。しかしながら、垂直荷重を減少させてゆくと定常状態への回復が緩やかになり、垂直荷重をnNオーダーまで減少させると、もはや回復現象は生じず、原子状酸素照射後には照射前に比較して約5倍の摩擦係数の値が連続的に観察されることが示された。また、マクロトライボロジー試験においても、原子状酸素照射中にin-situ摩擦試験を行うと回復現象は観察されず、定常摩擦係数は原子状酸素照射前の2.5倍の値が持続する結果が得られた。これらの実験結果より、原子状酸素の潤滑剤に対する影響を正しく評価するにはin-situ実験を行う必要があり、垂直荷重が小さいほど表面酸化の影響を強く受けることが確認された。
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[Publications] 田川雅人: "低軌道宇宙環境における材料劣化現象とその地上シミュレーション"真空. Vol.44(in press). (2001)
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[Publications] Kinoshita H., et al.: "The degradation of polyimide films due to the hyperthermal atomic oxygen exposures : in-situ mass loss measurement and effect of air exposures"Proceedings of the 8th International Symposium on Materials in a Space Environment . (in press). (2000)
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[Publications] 田川雅人 ほか: "超熱原子線と固体表面の反応ダイナミクス"神戸大学ベンチャー・ビジネス・ラボラトリー年報. Vol.5. 105-108 (2000)
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[Publications] Tagawa M.: "Space material durability in the LEO space environment"Proceedings of Advanced Space Technology Symposium. NASDA-ETR-00004. 54-61 (2000)
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[Publications] Matsumoto K., et al.: "Effect of applied load on tribological properties of sputtered MoS2 films exposed to LEO environment"Proceedings of the 22nd International Symposium on Space Technology and Science. 2000-c-32.. (2000)
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[Publications] Tagawa M., et al.: "Volume diffusion of atomic oxygen in α-SiO_2 protective coating"High Performance Polymers. Vol.12,No.1. 53-63 (2000)
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[Publications] 田川雅人 ほか: "宇宙環境利用のサイエンス"裳華房. 315 (2000)
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[Publications] Tagawa M., et al.: "Polymer Surface Modification : Relevance to Adhesion"VSP. 626 (2000)
