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連続繊維強化セラミック基複合材料によるスペースデブリシールド外装材料の探索

Research Project

Project/Area Number 12875191
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Aerospace engineering
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

田村 英樹  東工大, 総合理工学研究科(研究院), 助教授 (30188437)

Project Period (FY) 2000 – 2002
Project Status Completed (Fiscal Year 2002)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2002: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2001: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2000: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords衝撃波 / 衝撃破壊 / スペースデブリ / 繊維強化材料 / 航空宇宙材料
Research Abstract

(1)直径1mmのアルミニウム合金球を、小型二段式軽ガス加速装置において加速高圧ヘリウムガスの圧力を利用してサボからの分離に成功した。これにより十分な減圧雰囲気中において衝突実験を行い、飛翔体の速度減少や飛行軌道の逸れもなく、また、衝突時に発生する破片の速度減少と飛行の乱れも無くなり、計測の精度を向上出来た。
(2)新たな炭化珪素連続繊維強化窒化珪素基セラミック複合体を作成すべく繊維の体積含有率の増加を図った。即ち、繊維間隔を60ミクロンとして5層の繊維層を形成することで繊維が占める体積含有率を38.4%とした。昨年度までの含有率(25.6%)の1.5倍であった。放電焼結法により1570℃、250kg/cm^2の高温、高圧下で圧密化と焼結を試みたが、圧密化における繊維の乱れにより一部繊維の破壊と母材の割れが起きてしまった。焼結温渡と圧力は十分であることを見出したが、積層方法と圧密過程に改良を要することを見出した。
(3)窒化珪素基複合材料との比較検討のために、純チタニウムを母材として炭化珪素連続繊維強化チタニウム基複合材料を作成した。チタニウムは高比強度材料として注目される素材である。繊維の複合様式は昨年度作成した窒化珪素基材料と同じとした。曲げ強度が1270MPaであり、同形状の純チタンの2倍の強度を得た。これを試料として高速衝突破砕実験を行い、発生する破片群を瞬間X線測定により解析した。その結果、シールド性能における複合化の効果を明らかにし、セラミック基材料とともに繊維強化材料のシールド性能の優位性を確認した。
(4)上記の研究成果を平成14年3月開催の衝撃波シンポジウム、および5月開催のThe 23rd International symposium on Space technology and Scienceにて発表(参加申込済み)する。

Report

(2 results)
  • 2001 Annual Research Report
  • 2000 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All Other

All Publications (5 results)

  • [Publications] 清水道晃: "炭化珪素連続繊維強化チタン基複合材料の高速衝突破砕"平成13年度衝撃波シンポジウム講演論文集. (印刷中). (2002)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] Hideki Tamura: "Fragmentation of SiC-Fiber/Titanium-Matrix Composite by Hypervelocity Projectile Impact"Transactions of the Japan Society for Aeronotical and Space Sciences. (2002)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] 武藤康夫: "SiC-fiber/Si3N4複合焼結体の高速衝突貫通破砕の定量化:新しいスペースデブリシールド材料の探索"第44回宇宙科学技術連合講演会アブストラクト集. 224 (2000)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report
  • [Publications] 岩脇正芳: "アルミニウム基炭化ケイ素連続繊維積層複合体の高速衝突貫通破砕の定量化:新しいスペースデブリシールド材料の探索"第44回宇宙科学技術連合講演会アブストラクト集. 225 (2000)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report
  • [Publications] 岩脇正芳: "高速衝突破砕におけるアルミニウム基積層複合体の構造依存性"平成12年度衝撃波シンポジウム講演論文集. (印刷中). (2001)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report

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Published: 2000-04-01   Modified: 2016-04-21  

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