2012 Fiscal Year Annual Research Report
再使用型宇宙往還機の耐熱材料の試験評価技術に関する研究
| Project/Area Number |
22360283
|
|---|
| Research Institution | Japan Aerospace Exploration Agency |
|---|
Principal Investigator |
八田 博志 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (90095638)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
芳仲 敏成 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発本部, 研究員 (40526266)
桃沢 愛 東京都市大学, 工学部, 講師 (70575597)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
|
| Keywords | SiC / 酸化 / Active-Passive転移 / ZrB2-SiC / 酸化数値計算 / SiO2膜成長 / 大気圏再突入 / 酸化抑制効果 |
|---|
| Research Abstract |
Passive酸化のモデル化を主として行った。酸素がSiO2界面で溶解しSiO2内へ拡散しSiCと反応する。この時体積が2.25倍に膨張するが、このひずみを解消すべくSiと炭素がSiC/SiO2界面からSiO2中に放出・拡散しながら酸化が進行する。Siや炭素の飛び出しも考慮してSiO2膜成長を数値計算するソフトウエアーを開発すると共に、このコードを使って酸化数値計算を行い、SiC/SiO2界面での酸素分圧を計算した。この結果、長時間酸化に曝されると、始めはPassive酸化条件にあっても長時間後にはActive酸化が始まり、生成されたSiO2膜がSiOのガス圧力によって飛散される現象を見出した。また、反応による自由エネルギーの変化に基づく熱平衡計算によりActive-Passive転移が生じうる温度と圧力範囲を求めた。この数値計算によって、これまでの多数の 研究でそれぞれの酸化速度や転移分圧が大きくばらついていた原因が、SiC/SiO2界面の酸素分圧ではなく、入力ガスの酸素分圧を基に酸化現象を整理していたことによるとの説明ができる見通しが立った。また、大気圏再突入時環境下での評価を行うことを考慮して、アーク風洞試験を実施した試験環境を模擬するためのデータを取得した。これまではSiCを対象として酸化現象を調べていたが、今年度は将来的に有望とされるZrB2-SiCの酸化挙動も検討した。ZrB2-SiCの酸化抑制効果や適切なSiCの配合比率の存在を確認し、ZrB2-SiCのActive-Passive転移の評価を行った。
|
| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
|
