宇宙用耐熱軽量スラスター用耐環境コーティングの設計と実証

耐热轻型空间推进器环保涂层设计与论证

• 批准号: 11J10324
• 负责人: 北澤 留弥
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Japan Aerospace Exploration Agency (2012-2013)The University of Tokyo (2011)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J10324/
• 关键词: SiC/SiC複合材料; スラスター; FEM; 燃焼試験; ガス漏えい; アクティブ酸化; コーティング; 変形挙動; 積層材料; 特性予測; 機械的特性; 熱的特性; 熱応力; 機械的試験

今年度の研究は主に、コーティング未処理のSiC/SiCスラスターのN_2O/エタノールエンジンでの燃焼実験における実環境の再現を詳細に行った。具体的な研究内容を次にまとめる。ア. 正確な実験データの取得 : 従来研究から用いられていた使用材料の熱伝導率及び比熱は実観測でなく繊維単体の特性を用いていた。力学試験の結果は実験の難しさから特に高温部のデータが取得できていなかった。このためシミュレーションの正確性に限界が出ていた。本年度に入り実際に比熱、熱伝導率及び力学的特性を測定可能な試験片を作製し正確な測定を改めて行った。イ. 材料及び流体両側面からの実験データの理論的解析 : 材料分野として燃焼試験中にサーモカメラによって取得したSiC/SiCスラスター表面の温度分布の時間変化、予備実験として行われた銅製水冷型スラスターによる熱量授受の測定結果があり、ガスの燃焼などの分野ではガス圧、燃料使用量比など一連のデータが取得されている。燃焼ガス条件から算出したスラスター接触ガス温度、銅製スラスターで得られた冷却水の温度上昇から算出した熱流束などを用い複数の側面からシミュレーションを行った。ウ. 複数の異なる実験条件のシミュレーション : SiC/SiCスラスターの燃焼実験には複数のガス条件が用いられており、条件によって結果は大きく異なる。燃焼試験において問題点の少なかった安定条件と問題点が生じた不安定条件を抽出しそれぞれにおいてシミュレーションを行い実験や測定によって得られなかったデータを予測することに成功した。特別研究員(PD)は終了するが、本研究は次年度も継続することとなった。今年度の成果は既に受け入れ研究者、協力者らと共に論文の作製を開始しており、平成26年度に順次発表及び投稿を行う。

This year, the principal part of the study has not paid any attention to the SiC/SiC

项目成果

Methods for Measurement and Analysis of Stress Components in Anisotropic TGO Growth Layer Formed after Thermo-mechanical Fatigue Tests of EB-PVD Y_2O_3-ZrO_2 TBCs

EB-PVD Y_2O_3-ZrO_2热障涂层热机械疲劳试验后形成的各向异性TGO生长层应力成分测量与分析方法

• 发表时间: 2012
• 作者: Rumi Kitazawa;Hideki Kakisawa;Yutaka Kagawa
• 通讯作者: Yutaka Kagawa

熱遮蔽コーティングシステムの逆位相熱機械疲労試験中の軸方向応力に与える温度勾配の影響

热障涂层系统反相热机械疲劳试验中温度梯度对轴向应力的影响

• 发表时间: 2012
• 作者: 相方邦昌;今津尚俊;八尋秀典;北澤留弥
• 通讯作者: 北澤留弥

熱機械疲労試験で生成したEB-PVT Y_2O_3-ZrO_2熱遮蔽コーティング中の酸化物層の応力分布の測定と解析

热机械疲劳试验制备的EB-PVT Y_2O_3-ZrO_2热屏蔽涂层氧化层应力分布测量与分析

• 发表时间: 2011
• 作者: K.Sagata;K.Oka;N.Imazu;H.Yahiro;北澤留弥・垣澤英樹・香川豊
• 通讯作者: 北澤留弥・垣澤英樹・香川豊

Influence of Compressive Pre-Strain on Tensile Fatigue Life in Carbon Steel S45C

压缩预应变对碳钢S45C拉伸疲劳寿命的影响

• DOI: 10.2320/jinstmet.j2013024
• 发表时间: 2013
• 期刊: Journal of the Japan Institute of Metals and Materials
• 影响因子: 0.5
• 作者: 玉木裕和;北澤留弥;吉田誠;堀部進
• 通讯作者: 堀部進

pplication of SiC/SiC Composite to Thruster for Upper Stage Liquid Fuel Engine

SiC/SiC复合材料在上级液体燃料发动机推进器中的应用

• 发表时间: 2013
• 作者: 玉木裕和;北澤留弥;吉田誠;堀部進;箕輪允智;KITAZAWA Kumi
• 通讯作者: KITAZAWA Kumi