ガスシール型超高温耐酸化セラミックス複合材料の創製

• 研究課題/領域番号: 23560824
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 複合材料・物性
• 研究機関: 独立行政法人宇宙航空研究開発機構
• 研究代表者: 後藤 健 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (40300701)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2011年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 複合材料 / セラミックス / 超高温 / 燃焼器 / スラスター

研究概要

本研究ではSiC/SiC複合材料が使用できない温度域で使用可能なセラミックス複合材料の開発を実施した。ZrB2、ZrCおよびSiCの３相マトリックスを持つ複合材料平板の酸化試験を実施した。機械特性およびバーナーによる酸化試験を実施し、SiCのみの複合材料よりも特性が優れていることを確認した。また，炭素繊維による小型スラスター織物の作製を進め、スラスター形状の炭素繊維織物が製作できた。燃焼試験を実施できるスラスターの製作までは至らなかったが、平板の製作において確立できた製作手法は、スラスター形状にも対応可能であり、今後のスラスターの製作及び試験に対する技術課題は全て解消した。

研究成果

• [雑誌論文] Effects of stretching on mechanical properties of aligned multi-walled carbon nanotube/epoxy composites (2014)
  • 著者名/発表者名: Tran Huu Nam, Ken Goto
  • 雑誌名: Composites Part A
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tensile behavior of a quartz cable for deployable large precise space structure under cyclic load (2013)
  • 著者名/発表者名: Masahito Ueda, Ryota Shiozaki, Ken Goto and Jun Koyanagi
  • 雑誌名: Transaction of the Japan society for aeronautical and space science, Aerospace Technology Japan 巻: Vol. 12
  • NAID: 130004956807
  • 査読あり
• [学会発表] Evaluation of oxidation resistance of ZrB2- SiC-ZrC ceramics for application at above 2000 K (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Arai, M. Ishikawa, Y. Kogo, S.Q. Guo, K. Goto, H. Suzuki, T. Yasuno
  • 学会等名: 38th International Conference and Expo on Advanced Ceramics and Composites (ICACC'14)
  • 発表場所: Daytona beach, USA
  • 年月日: 2014-01-27
• [学会発表] Oxidation resistant behavior of ultra high temperature ceramics at above 2000K (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Arai, Y. Kogo, S.Q. Guo, K. Goto
  • 学会等名: 13th Japan International SAMPE Symposium & Exhibition (JISSE13)
  • 発表場所: Nagoya Japan
  • 年月日: 2013-11-12
• [学会発表] Application of SiC/SiC composite to thruster for upper stage liquid fuel engine (2013)
  • 著者名/発表者名: Rumi Kitazawa, Ken Goto, Yuuichi Yoshida, Toshiharu Fukunaga, Shinichiro Tokudome, Tuyoshi Yagishita
  • 学会等名: 37th International Conference and Expo on Advanced Ceramics and Composites (ICACC'13)
  • 発表場所: Florida USA
• [学会発表] Ultra High Temperature Oxidation of ZrB2-SiC-ZrC ceramics up to 1700 °C (2013)
  • 著者名/発表者名: Yutaro Arai, Yasuo Kogo, Masashi Ishikawa, Guo Shu-qi, Ken Goto, Takuya Yasuno
  • 学会等名: 37th International Conference and Expo on Advanced Ceramics and Composites (ICACC'13)
  • 発表場所: Florida USA
• [学会発表] Application of SiC/SiC composite to thruster for upper stage liquid fuel engine (2013)
  • 著者名/発表者名: Rumi Kitazawa, Ken Goto, Yuuichi Yoshida, Toshiharu Fukunaga, Shinichiro Tokudome, Tuyoshi Yagishita
  • 学会等名: 37th International Conference and Expo on Advanced Ceramics and Composites (ICACC’13)
  • 発表場所: Floroda, USA