連続繊維強化セラミック基複合材料によるスペースデブリシールド外装材料の探索

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(1)直径1mmのアルミニウム合金球を、小型二段式軽ガス加速装置において加速高圧ヘリウムガスの圧力を利用してサボからの分離に成功した。これにより十分な減圧雰囲気中において衝突実験を行い、飛翔体の速度減少や飛行軌道の逸れもなく、また、衝突時に発生する破片の速度減少と飛行の乱れも無くなり、計測の精度を向上出来た。(2)新たな炭化珪素連続繊維強化窒化珪素基セラミック複合体を作成すべく繊維の体積含有率の増加を図った。即ち、繊維間隔を60ミクロンとして5層の繊維層を形成することで繊維が占める体積含有率を38.4%とした。昨年度までの含有率(25.6%)の1.5倍であった。放電焼結法により1570℃、250kg/cm^2の高温、高圧下で圧密化と焼結を試みたが、圧密化における繊維の乱れにより一部繊維の破壊と母材の割れが起きてしまった。焼結温渡と圧力は十分であることを見出したが、積層方法と圧密過程に改良を要することを見出した。(3)窒化珪素基複合材料との比較検討のために、純チタニウムを母材として炭化珪素連続繊維強化チタニウム基複合材料を作成した。チタニウムは高比強度材料として注目される素材である。繊維の複合様式は昨年度作成した窒化珪素基材料と同じとした。曲げ強度が1270MPaであり、同形状の純チタンの2倍の強度を得た。これを試料として高速衝突破砕実験を行い、発生する破片群を瞬間X線測定により解析した。その結果、シールド性能における複合化の効果を明らかにし、セラミック基材料とともに繊維強化材料のシールド性能の優位性を確認した。(4)上記の研究成果を平成14年3月開催の衝撃波シンポジウム、および5月開催のThe 23rd International symposium on Space technology and Scienceにて発表(参加申込済み)する。