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宇宙再突入飛翔体用セラミックコーティングの損耗量検知センサーの開発研究

航天再入飞行器陶瓷涂层磨损检测传感器的研发

基本信息

批准号：
16656267
负责人：
八田博志
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Japan Aerospace Exploration Agency
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

宇宙往還機やカプセルなどの宇宙飛翔体の一部は、宇宙からの再突入時には短時間ではあるが一万度以上のプラズマ環境に曝される。特に先端部や翼前縁部では1500℃以上の高温になるため、このような部位にはC/C複合材料が使われ、耐酸化性を向上させるためにC/C複合材料の表面にはSiC等のコーティングが施されている。コーティングは、通常の条件であれば酸化に対して安定な材料であるが、再突入の過酷な環境下では次第に損耗することが知られている。今後宇宙飛翔体にも長期の信頼性が要求されるようになることは明らかであり、そのときにはコーティングの損耗速度が明らかになっている必要がでてくる。本研究では、再突入飛翔体に搭載し、コーティング(SiC)の損耗速度をReal Timeに測定できるセンサーの開発を目的としている。センサーとしては、サブミクロン厚さのSiCと炭素の薄膜を交互に積層したものを考案した。このSiC部はコーティングと同質で、SiC膜が損耗すると炭素膜が直ぐに消失し、並列に並んだ炭素薄膜の電気抵抗変化からSiC部の損耗速度を計測しようとするものである。本研究では、センサーに関する検討を行い、以下の結果を得た。1.アーク風洞による通風実験により、再突入の短時間にSiC膜が数層損耗することを狙って多層薄膜の厚さを検討し、地球低軌道からの再突入に対してはサブミクロンの厚さの多層膜が適当と判断した。2.リード線をPtとし電極を炭素で構成して高温におけるSiC/C多層膜の電気抵抗測定を実施し、1500℃までの温度域で安定な電極が炭素によって形成でき、電気抵抗の測定が可能であることを示した。3.スパッタリングで各層がサブミクロンの厚さの多層膜を試作し、1500℃における多層膜の安定を検討した結果、安定性な多層膜を得るためには、更に工夫が必要なことが明らかになった。

In a short period of time, if the space flight is over 10,000 degrees Celsius, the environment will be exposed to an environmental impact. The front part of the wing, the front of the wing, the front of the In general, it is necessary to acidify the stable materials, and then burst into the cool environment. In the future, the long-term information of the universe requires that you know that it is necessary to know that it is necessary to increase your speed. The purpose of this study is to determine the speed consumption of the flight vehicle, the flight vehicle and the flight vehicle (SiC). The speed is measured by Real Time. The thickness of the SiC carbon film is much higher than that of the carbon film. The cost of sic film, carbon film, carbon film and carbon film. In this study, the results of the following results are satisfactory. 1. In order to determine the thickness of the SiC film, it is necessary to determine the thickness of the film, and the thickness of the film. two。 The temperature range of temperature range is 1500 ℃, the temperature range of temperature range is 1500 ℃, the temperature range is stable, the carbon temperature is stable, the carbon temperature is stable, and the temperature range is 1500 ℃. The temperature range, the carbon temperature range, the temperature range, the 3. The thickness of the film, the stability of the film, the thickness of the film, the stability of the film, the thickness of the film, the stability of the film, the thickness of the film, the thickness of the film, the stability of the film, the thickness of the film, the thickness of the film, the stability of the film, the thickness of the film, the thickness of the film, the stability of the film, the thickness of the film, the thickness of the film, the stability