| 研究課題/領域番号 |
19K04072
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18010:材料力学および機械材料関連
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
西田 政弘 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60282828)
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| 研究分担者 |
田川 雅人 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (10216806)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 宇宙工学 / 環境 / 衝撃工学 / 材料力学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
宇宙機にはエポキシ樹脂/炭素繊維強化複合材が使われているが，宇宙環境により強度が低下する．本研究では，耐熱性があり，電子線，紫外線に強いポリイミド樹脂/炭素繊維強化複合材の表面に，耐原子状酸素コーティングした材料を宇宙環境に強い材料として提案し，宇宙ゴミを模擬した飛翔体を超高速衝突させ，破壊状況およびイジェクタ（噴出物）の発生を詳しく調べる．宇宙環境のうち，電子線および原子状酸素を試験片に照射し，宇宙環境の影響，特にその複合効果およびメカニズムを明らかにする．そして，ポリイミドCFRPの特性および耐原子状酸素コーティングの特性および膜厚を変化させ，宇宙環境に強いポリイミドCFRPを提案する．
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| 研究成果の概要 |
電子線，紫外線に強く，耐熱性があるポリイミドを用いたポリイミド樹脂/炭素繊維強化複合材の表面に，耐原子状酸素コーティングを施した材料を宇宙環境に強い材料として提案し，宇宙ゴミを模擬した飛翔体を超高速衝突させ，破壊挙動およびイジェクタ（噴出物）の発生を詳しく調べた．コーティングはイジェクタについて，有用であることがわかった．宇宙環境のうち，電子線および原子状酸素を試験片に照射し，それら宇宙環境の影響，特にその複合効果およびメカニズムを明らかにした．電子線のみの照射では，表面の剥離が大きくなったが，イジェクタの総量の増加はわずかであった．原子状酸素の照射の影響はわずかであった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，電子線照射後の原子状酸素の照射のような宇宙環境の複合効果によりイジェクタが大量に発生する危険性に注目した．宇宙ゴミを想定した超高速衝突による研究は多いが，宇宙ゴミ衝突のイジェクタ発生と宇宙環境，特に複合効果に言及した研究は見当たらない．宇宙環境に強い耐AOコーティング/ポリイミドCFRPを提案することにより，宇宙での使用範囲を広げることを目的とする．得られるデータは，宇宙環境における余寿命予測，設計指針となる．宇宙機における炭素繊維複合材料の使用は、今後ますます拡大していくことが予想され，宇宙での長期使用のための基礎的データになる．
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