低地球軌道(LEO)上の原子状酸素とポリイミド系高分子薄膜の相互作用

近地轨道（LEO）中原子氧与聚酰亚胺聚合物薄膜之间的相互作用

• 批准号: 07751005
• 负责人: 田川 雅人
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 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/grant/KAKENHI-PROJECT-07751005/
• 关键词: 宇宙環境科学、; 原子状酸素、; 低地球軌道、; ポリイミド、; 紫外線、; エロ-ジョン、; 材料劣化

本研究では国内で唯一稼働中のイオンビーム型原子状酸素発生装置を用いて太陽電池パドルや、人工衛星の温度制御材として機体の表面各部に広範に利用されている高分子材料であり、また、STS-8およびSTS-41,46によるフライトテストの結果から、最も原子状酸素による影響を受ける材料の1つと考えられているポリイミド系薄膜に種々の運動エネルギーを有する原子状酸素を照射し、その反応効率や表面反応の差異等についての基礎的なデータを収集するとともに、EOIM-3等を用いて低地球軌道上で得られたデータとも比較検討を行なうことを目的とするものである。本研究に使用した原子状酸素発生装置はイオンビーム法をベースとして独自に開発されたもので任意の運動エネルギーを原子状酸素に付与出来ることが最大の特徴である。本装置を用いて宇宙用高分子材料であるポリイミド薄膜に種々の運動エネルギーを有する原子状酸素を照射し、その反応効率や表面反応について基礎的なデータを得るためには安定した原子状酸素ビームを長時間にわたり試料に照射する必要がある。そこで本申請で購入したパルスドバルブ(IOTA-1)によりイオン源の動作をより安定させ、ビームの安定化を図った。改良された本装置を用いて、ポリイミド系高分子薄膜に2eV〜50eVまでの運動エネルギーを有する原子状酸素ビームを照射し、反応効率の運動エネルギー依存性についてのデータを取得した結果、反応レートは運動エネルギーに極めて敏感であること、また、紫外線の同時照射がポリイミドの質量減少に大きく影響していることが明らかにされた。また、宇宙環境に最も近い条件である、5eVの原子状酸素ビームと紫外線の同時照射を行った場合、そのエロ-ジョンレートはスペースシャトルを使ったフライト実験の値(EOIM-3)とほぼ一致することが明らかになった。さらにX線光電子分光法(XPS)の解析結果からはポリイミドを構成しているPMDAとODAの構造のうち、PMDAの部分での劣化が生じていることが推測され、ノリッシュタイプ1と呼ばれる光化学反応が生じて、ポリイミドの劣化が加速されている事が示唆された。これらの実験結果のうち、PMDAの部分でポリイミドの構造が破壊されるという事実は、EOIM-3によるフライトデータの解析結果やNASA-JPLでの実験結果とも一致し、また、紫外線による質量減少の増大はロシアの宇宙ステーション“ミール"の実験結果とも符号する結果である。このように、本実験で得られた結果はポリイミドに対する宇宙環境効果を理論的に説明できる極めて優れたものであると言うことが出来る。

This study is the only one of its kind in China. It is the application of solar cells, artificial satellites and temperature control materials to the surface of the body. The results show that STS-8, STS-41, STS-46 and STS-8 can be used as high molecular materials. The most important thing is to study the effect of atomic elements on the surface of the earth. In this study, the atomic acid generator was used to develop the atomic acid generator independently. This device uses a polymer material for the universe, such as a thin film, an atomic acid, an irradiation, a reaction efficiency, and a surface reaction to obtain a stable atomic acid for a long time. This application is intended to be used to stabilize the operation of the source (IOTA-1) and to stabilize the application. The improved device has a large impact on the mass reduction of the polymer film in the range of 2eV to 50eV due to irradiation of atomic elements and the dependence of the reaction rate on the motion. In the case of simultaneous irradiation with ultraviolet rays at 5eV, the atomic element of the universe is most closely related to the environment, and the atomic element of the universe is most closely related to the ultraviolet ray. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis results range from PMDA to ODA structure, PMDA degradation to photochemical reaction, degradation to acceleration, etc. The results of the analysis are consistent with those of the analysis of the structure of the PMDA and the NASA-JPL. The results of the analysis of the structure of the PMDA and the EOIM-3 are consistent with those of the NASA-JPL. The results of the analysis of the structure of the PMDA and the NASA-JPL are consistent with those of the NASA-JPL. The results of the analysis of the NASA-JPL are consistent with those of the NASA-JPL. The results of the analysis of the NASA-JPL are consistent with those of the NASA-JPL. The results of this study are as follows: