2022 Fiscal Year Annual Research Report
SiCセラミックスラスタに高い靱性を付与するハイパー・コンパージド技術
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19H00799
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| Research Institution | Muroran Institute of Technology |
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Principal Investigator |
岸本 弘立 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 教授 (30397533)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柴山 環樹 北海道大学, 工学研究院, 教授 (10241564)
芹澤 久 大阪大学, 接合科学研究所, 准教授 (20294134)
中里 直史 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 助教 (70714864)
中田 大将 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (90571969)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | SiC/SiC複合材料 / スラスター / NITE法 / 成型法 / 火炎暴露試験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度はSiC/SiC複合材料によるスラスター製作と燃焼実験を実施した。去年度までの研究から、特に過酷環境である燃焼室セグメントはモノコック構造として接合部を燃焼室内壁に設けないこととし、スカート部セグメントに分割する形状として設計を行った。モノコック構造の燃焼室は直径10mm、長さ10mmで直径4mmのスロートにつながり、ここから後方がコーン型の30mmのスカートのセグメントとなる。燃焼室とスロートはNITE SiC/SiC複合材料のブロックを機械加工により形成した。続いて燃焼室とスカート構造の外側に、SiC繊維+PCSで縦方向と円周方向の繊維配向を有するPIP-SiCのプリプレグ層を形成し、アルゴン中1200℃で1時間の熱処理を行った。去年度までの研究からPIP法だけではセグメントの接合や、内部構造と外壁構造の接着が弱体であることが判明しているために、RS法による一体化成型を行った。NITE/PIPのスラスターをるつぼ内に設置してるつぼ/外壁間にケイ素小片を設置、1200℃15分の熱処理を行って一体化成型を実施した。この成型品の外壁構造を機械加工で成型してSiC/SiCスラスターを完成させ、本研究の構想が基本的には可能であることを示した。また並行して去年度までに準備した水冷燃焼器を用いたNITE-SiC/SiCノズルの燃焼実験を実施した。本年度は7回の燃焼実験を行なった。火炎温度決定精度は誤差が生じたものの、混合比と理論火炎温度の関係は実測でよく再現され、本燃焼器が高い燃焼効率であることが確認された。SiC/SiCノズルフランジと燃焼器の間のカーボンシールでの気密性確保手法を確立したと言える。長時間の燃焼実験は出来なかったが、短時間の燃焼に限ってはNITE-SiC/SiCノズルに問題は生じなかった。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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