| 研究課題/領域番号 |
16K06141
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| 研究機関 | 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 |
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研究代表者 |
太刀川 純孝 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 主任研究開発員 (90470070)
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| 研究分担者 |
齋藤 智彦 東京理科大学, 理学部第一部応用物理学科, 教授 (30311129)
桑原 英樹 上智大学, 理工学部, 教授 (90306986)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 宇宙機 / 熱制御材料 / 強相関電子系 / 熱光学特性 / 金属－絶縁体転移 / 放射率 / ラジエータ |
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| 研究実績の概要 |
放射率可変素子（SRD:Smart Radiation Device)は、宇宙機表面に設置するラジエータの材料として使用する熱制御デバイスである。自身の温度によって自律的に赤外放射率が変化することにより、温度を自動的に一定化させる機能を持つ。このSRDを宇宙機のラジエータに適用することにより、低温時に必要となるヒータ電力を削減できる。SRDは、2003年に打ち上げられた小惑星探査機「はやぶさ」に搭載され、その機能と効果が軌道上で実証された。しかし、今後の惑星探査ミッションにおいては、より高性能なSRDが求められており、常温付近を境に、より放射率が大きく変化する材料が必要である。本研究の目的は、SRDの性能向上のための材料探索である。具体的には、「はやぶさ」に搭載されたSRD材料「ペロブスカイト型Mn酸化物(ABO3：Aサイト=La,Sr,Ca、Bサイト=Mn）」が示す熱光学特性を上回る材料を見つけ出す。
昨年度（平成27年度）までに、還元アニールによって絶縁体相を安定させた結果、放射率の増加と相転移温度の低温化を確認した。そこで、今年度（平成28年度）は、「はやぶさ」組成を基本に、まず、2価のSrイオンのドープ量を増やすこと（Aサイト置換）により金属相を安定させ、かつ、還元アニールにより絶縁体相を安定させる方法で、高温側の放射率増加、低温側での放射率低下を狙った。その結果、還元アニールの効果が強すぎたため、Aサイト置換による金属相の安定化にもかかわらず、ほぼ絶縁体的なふるまいとなってしまったが、Aサイト置換による金属相の安定化、および、還元アニールによる絶縁体相の安定化の個々の現象については予想通りの結果を得た。
また、ABサイト同時置換による性能向上の試みについては、新しく製作した測定ジグを用いて、昨年度の試料の再測定を行い、より精度の高い測定が可能であることを確認した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の予定： ABサイト同時置換による電気・熱光学特性の向上を継続して行う。さらに、還元アニールによる相転移温度制御効果を試す。
実施結果： 今年度（平成28年度）は、主に還元アニールによる相転移温度制御効果について調べた。一方、ABサイト同時置換による性能向上については、昨年度までに測定を行った試料の再測定を新しい測定ジグを使って行い、今後の試料測定のための準備を行った。
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| 今後の研究の推進方策 |
還元アニールについては、アニール条件を見直し、引き続き実施する。。ABサイト同時置換については、新しい試料の製作と測定を行う。また、H29年度に実施予定のAサイト秩序型Mn酸化物についても試料の製作と測定を行う。
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