宇宙ステーションにおける中長期暴露部のトライボロジー

空间站中长期暴露部件的摩擦学

• 批准号: 07650177
• 负责人: 大前 伸夫
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07650177/
• 关键词: 原子状酸素; トライボロジー; 低地球軌道; 固体潤滑剤

平成5〜6年度貴科学研究費試験研究(B)のご援助で完成させた原子状酸素発生装置/トライボメータ/オージェ電子分光装置(AOx/TR/AES)におけるレーザーブレークダウン用ミニYAGレーザー(最大出力25mJ、繰り返し数0.2Hz)を200mJ/パルス、2HzのYAGレーザー(日本レーザー、レーザーフォトニクスYGL-102)に変更し、AOxのフラックスを7×10^<12>atoms/cm^2・s(ノズル下方32cmの位置)に引き上げることができた。このフラックスは宇宙ステーションALPHAの建設予定高度500kmでのAOxのフラックスと等しい。ノズル下方10cmの位置では10^<14>atoms/cm^2・sのフラックスが得られるので、本研究の当初の目的としていた長期暴露のための加速試験を実現することができた。低地球軌道上における中長期暴露期間として、1、3、6ケ月に相当するAOx暴露実験を層状固体潤滑剤として頻繁に使用される二硫化モリブデン(MoS_2)、グラファイト、ペロブスカイト及び酸化鉛に対して行い、これらの表面状態をそのままオージェ電子分光装置にて測定した。表面の酸化反応を正確に把握するためには、本装置のような大気中を搬送しないin-situシステムが有用であることを再確認した。いずれの被照射表面ともに酸素の存在比が急増し、ストイキオメトリックな組成は完全に破壊されたが、この傾向はAOxのエネルギーよりもフル-エンスによって著しく影響されることが判明した。したがって、フル-エンスが増大する中長期暴露後のトライボロジーは極めて過酷な条件となる。暴露後には高摩擦を示すとともに、MOS_2、PbOは全く有効性を失い、ペブロスカイトも著しい剥離が生じた。グラファイトではインターカレーションによる効果らしきものが認められたので、これを検討するため現在1年に相当する暴露実験を継続中である。

Heisei 5 - 6 Your scientific research fee test research (B) is expected to be completed with assistance from the Atomic Acid Generator/RAI/RAI Electronic Spectroscopic Device (AOx/TR/AES). YAG laser (maximum output 25mJ, return frequency 0.2 Hz) is used for YAG laser (Japanese YGL-102), and the AOx laser is used for 7×10^<12>atoms/cm^2·s(32cm below). The height of the building is 500km, and the height of the building is 500km. The <14>initial objective of this study was to achieve an accelerated test of 10^ atoms/cm2·s at a position 10cm below the surface. In LEO, medium and long-term exposure periods of 1, 3, and 6 months are equivalent to AOx exposure. Layered solid lubricants are frequently used, such as disulfide (MoS_2), sulfur dioxide, and lead oxide. The surface conditions of these lubricants are measured by electron spectroscopy. The surface acidification reaction is correctly controlled, and the device is transported in large quantities. The existence ratio of acid in the irradiated surface increases rapidly, and the composition of acid in the irradiated surface increases rapidly. After medium and long term exposure, it is extremely cool. After exposure to high friction, MOS_2 and PbO, the properties of these materials are completely lost, and the surface of these materials is stripped. The results of the survey show that there is a significant increase in the number of people exposed to radiation in the first year of the survey.

项目成果

Tagawa,M.: "Recent development of the laser induced breakdown type atomic oxygen source at Osaka University" Proc.ISTS 20,Gifu,May19-25,1996. (in printing). (1996)

Takawa,M.：“大阪大学激光诱导击穿型原子氧源的最新发展”Proc.ISTS 20，岐阜，1996 年 5 月 19-25 日。

大前 伸夫: "低地球軌道における原子状酸素の問題" 真空. 38. 587-592 (1995)

Nobuo Ohmae：“近地轨道中的原子氧问题”真空 38. 587-592 (1995)。

Arita,M.: "Investigation of the degradation MoS_2 solid lubricants exposedto atomic oxygen" Proc.Int'1 Tribology Conf.,Yokohama October 20-November 2,1995. (in printing). (1996)

Arita,M.：“暴露于原子氧的 MoS_2 固体润滑剂的降解研究”Proc.Int1 Tribology Conf.，横滨，1995 年 10 月 20 日至 11 月 2 日。

(社)日本トライボロジー学会編(大前伸夫共著): "トライボロジー辞典" 養賢堂, 338 (1995)

日本摩擦学会编（大前伸夫合着）：《摩擦学辞典》Yokendo，338（1995）

Ohmae,N.: "Effect of the irradiation of atomic oxygen on tribology in a low earth orbit" Proc.Intertribo'96,Sbvak Republic April 23-26,1996. (in printing). (1996)

Ohmae,N.：“原子氧辐照对近地轨道摩擦学的影响”Proc.Intertribo96，Sbvak Republic，1996 年 4 月 23-26 日。