2018 年度研究成果報告書

光学素子への応用を目指したCFRP表面への防湿層形成法の開発

研究課題

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研究課題/領域番号	17K18782
研究種目	挑戦的研究(萌芽)
配分区分	基金
研究分野	素粒子、原子核、宇宙物理およびその関連分野
研究機関	愛媛大学
研究代表者	粟木久光愛媛大学, 理工学研究科(理学系), 教授 (30252414)
研究協力者	松本浩典神谷友裕
研究期間 (年度)	2017-06-30 – 2019-03-31
キーワード	炭素繊維強化プラスチック / 膨潤変形 / 反射鏡
研究成果の概要	炭素繊維強化プラスチック(CFRP)は、軽量のX線反射鏡の製作に適した素材であるが、CFRPには吸湿による膨潤変形という光学部品として使用するには致命的となる欠点をかかえている。我々は、CFRP基板に平坦化層を形成し、その上にSiOx(シリカ)防湿バリアを形成する方法を研究した。実験室環境に比べて100倍以上の加速環境である60℃, 100%RHの条件下で防湿性能を評価したところ、バリア層を有していない基板に比べ水分の拡散率が1/500と大幅に低下した。当初立てた目標を達成する試作品の作成に成功した。さらに、表面粗さは10-20 nmであり、反射鏡としての可能性を示す結果も得た。
自由記述の分野	X線天文学
研究成果の学術的意義や社会的意義	CFRPを長期に利用する際や宇宙または真空中で使用する際に、CFRP内の水分量が作成時と比べて変化し、それがもとで変形する。このためCFRPを光学素子や精密部品として使用する際の大きな課題となっている。吸湿対策はこの変形を大幅に軽減する有効な手段であり、CFRPの精密部品への応用を可能とする。また、反射鏡として使用可能なシリカ面が形成できれば、CFRPを容易に光学系に利用することが可能となり、その応用範囲は広い。本研究は、日本の主力技術であるCFRPの可能性を増やすことにつながるものである。