ナノ破壊機能を具備したセラミックスバンパーの開発

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19360381
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 航空宇宙工学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 近藤 建一 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 教授 (50111670)
• 研究分担者: 阿藤 敏行 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 准教授 (40241567) ; 川合 伸明 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 研究員 (60431988)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• キーワード: 宇宙インフラ / 航空宇宙工学 / セラミックス / ナノ材料 / 壊れ方機能

研究概要

本研究では、耐スペースデブリ・微小メテオライトシールド性能を高めるために、良質のムライトセラミックスをWhippleバンパー材料として実用に供することを目標としている。各種の飛翔体をバンパー材料に衝突させ、その背後に置かれた検証板上のダメージにより評価した結果、劇的なムライとバンパーの優位性が示された。また、バンパーの破片痕が顕著となる周辺部分では、傷の深さはムライトの場合で圧倒的に小さく、二次ダメージ軽減効果の大きいことが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] DynamicDeformation and Fracture of Mullite(3Al_2O)3・2SiO_2) Ceramics UnderHypervelocity Impact. Int (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Kawai, Y. Harada, M. Yokoo, T. Atou, K.G. Nakamura, and K. Kondo
  • 雑誌名: J. Impact Eng. 35 ページ: 1878-1881
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hugoniot Measurement ofHypervelocity Impact at Velocities up to 9km/s Using Two-stage Light-gas Gun UnderOptimized Shot Conditions (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Yokoo, N. Kawai, K. G. Nakamura, andK. Kondo
  • 雑誌名: Int. J. Impact Eng. 35 ページ: 1612-1615
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hugoniot measurement of gold athigh pressures of up to 580 Gpa (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Yokoo, N. Kawai, K. G. Nakamura, andK. Kondo
  • 雑誌名: Appl. Phy.Lett. 92 ページ: 051901
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intergrowth microstructures of MnF2 subjectedto by shock compression at 4.4, 9.0 and 21.6GPa, studied by high-resolution transmissionelectron microscopy (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Yubuta, T. Hongo, T. Atou, K.G.Nakamura, K. Kondo and M. Kikuchi
  • 雑誌名: Philosph. Mag.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Alighned Nanocrystalline Fragmentation ofMullite under Shock Loading (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Kawai, T. Atou, S. Ito, K. Yubuta,, M.Kikuchi, K.G. Makamura, and K. Kondo
  • 雑誌名: AdvancedMaterials 17 ページ: 2375-2378
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-resolution electron microscopy ofmicrostructure of MnF2 subjected to shockcompression at 4.4 Gpa (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Yubuta, T. Hongo, T. Atou, K. G.Nakamura, K. Kondo, and M. Kikuchi
  • 雑誌名: Solid State Commun. 143 ページ: 127-130
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase transition ofMnF2 driven by shock compression at pressureof up to 33 Gpa (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Hongo, K. G. Nakamura, T. Atou, M.Kikuchi, K. Yubuta, S. Itoh, K. Kusaba, K.Fukuoka, and K. Kondo
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 76 ページ: 104114
  • 査読あり
• [雑誌論文] TEMobservation of disproportionation of mulliteand sillimanite under shock compression (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Atou, N. Kawai, K. G. Nakamura, K.Kondo, S. Ito, K. Yubuta, M. Kikuchi
  • 雑誌名: AIPConference Proceedings, Shock Compressionof Condensed Matter-2007(eds.M. Elert, M.D. Furnish, R. Chau, N. Holmes, and J.Nguyen) ページ: 143-146
  • 査読あり
• [学会発表] ムライトセラミックスのナノ破壊とWhippleバンパーへの応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 阿藤敏行、川合伸明、原田陽介、中村一隆、近藤建一
  • 学会等名: 平成20年度衝撃波シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2009-03-17
• [学会発表] 軽量セラミックバンパーへの衝突における球形飛翔体の動的破砕 (2009)
  • 著者名/発表者名: 齊藤文一、本田竜二、尾上伸輔、田村英樹、阿藤敏行、近藤建一
  • 学会等名: 平成20年度衝撃波シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2009-03-17
• [学会発表] ムライトのナノ微細化に及ぼす組成・構造の効果 (2008)
  • 著者名/発表者名: 阿藤敏行、川合伸明、中村一隆、近藤建一、伊藤俊、菊地昌枝
  • 学会等名: 第49回高圧討論会
  • 発表場所: 姫路
  • 年月日: 2008-11-12
• [学会発表] 衝撃圧縮データを用いた金の状態方程式の検討 (2008)
  • 著者名/発表者名: 横尾学、川合伸明、中村一隆、近藤建一、土屋卓久
  • 学会等名: 第49回高圧討論会
  • 発表場所: 姫路
  • 年月日: 2008-11-12
• [学会発表] Mechanism ofPeculiar Nano-fragmentation in MulliteCeramics Induced by Shock Compression (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Atou, N. Kawai, K. G. Nakamura, K.Kondo, S. Ito, and M. Kikuchi
  • 学会等名: The2nd International Conference on Science andTechnology for Advanced Ceramics
  • 発表場所: Makuhari, JAPAN
  • 年月日: 2008-06-01
• [学会発表] 軽量セラミックスバンパーからの微細デブリ発生と連鎖衝突損傷 (2008)
  • 著者名/発表者名: 齊藤文一、梅津義孝、尾上伸輔、田村英樹、阿藤敏行、近藤建一
  • 学会等名: 平成19年度衝撃波シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-03-17
• [学会発表] 高速飛翔体衝突に対するムライトセラミックスの破壊と防護特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 原田陽介、川合伸明、阿藤敏行、斎藤文一、田村英樹、伊藤俊、菊地昌枝、中村一隆、近藤建一
  • 学会等名: 平成19年度衝撃波シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-03-17
• [学会発表] cubic-BNのウゴニオ測定 (2007)
  • 著者名/発表者名: 横尾学、川合伸明、中村一隆、近藤建一、土屋卓久
  • 学会等名: 第49回高圧討論会
  • 発表場所: 姫路
  • 年月日: 2007-11-12
• [学会発表] DynamicDeformation and Fracture ofMullite(3Al2O3・2SiO2) Ceramics UnderHypervelocity Impactm (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Kawai, Y. Harada, M. Yokoo, T. Atou,K.G. Nakamura and K. Kondo
  • 学会等名: 10^<th>HypervelocityImpact Symposium
  • 発表場所: Williamsburg, Virginia, USA
  • 年月日: 2007-09-26
• [学会発表] TEMobservation of disproportionation of mulliteand sillimanite under shock compression (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Atou, N. Kawai, K. G. Nakamura, K.Kondo, S. Ito, K. Yubuta, M. Kikuchi
  • 学会等名: AIPConference Proceedings, Shock Compressionof Condensed Matter-2007
  • 発表場所: Hawaii,USA
  • 年月日: 2007-06-24