その場測定による高分子材料の宇宙軌道上紫外線劣化に関する基礎的研究

利用原位测量进行空间轨道上聚合物材料紫外降解的基础研究

基本信息

批准号：
22H01729
负责人：
岩田稔
金额：
$ 10.98万
依托单位：
Kyushu Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2027-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では地球を周回するあらゆる人工衛星の材料劣化で問題となる紫外線に注目し、地上とは異なる真空紫外線を含む実宇宙環境の紫外線劣化模擬の基盤となる学術的知見を得ることを目的としている。本研究ではクラスター型「その場測定」設備の特徴を生かし、「その場測定」と従来の空気中での評価手法での紫外線劣化を比較し、空気中での測定がどのくらい結果をかき乱すのかについて評価を行った。この結果、酸素に加えて水も影響を与えることが分かった。照射波長領域の異なる２種類のランプ（重水素ランプおよびキセノンランプ）を使用し、各種高分子材料の紫外線劣化を評価した結果、どちらの光源による紫外線劣化が顕著か、は材料により異なることが分かった。これと合わせて紫外線と熱との複合的な効果の有無について研究を進めるために、紫外線照射設備における照射条件を様々に変更して紫外線と熱の負荷環境を整理すると共に、照射中の温度制御と真空中その場測定を両立できる設備の検討を行った。紫外線劣化について地上模擬試験方法の妥当性を検証するための手段として、軌道上曝露試験の実施を検討しており、実宇宙軌道上における紫外線劣化以外の要因を分離・排除するため、光学窓を用いた環境分離手法を検討した。国際宇宙ステーションの日本実験棟「きぼう」の簡易曝露装置（ExBAS）における曝露試験片に対する要求仕様を確認すると共に、光学窓候補材料を選定し、光学窓が曝される宇宙環境要因を整理してどのくらいの量に曝露されるかを検討した。

这项研究的重点是紫外线，这是所有围绕地球的材料恶化的恶化，并旨在获得学术知识，这将是模拟真实空间环境中紫外线射线的基础，这些紫外线包含与地面上那些不同的真空紫外线不同。在这项研究中，我们利用了使用空气中的常规评估方法将“原位测量”设备与紫外线降低进行比较的群集型“原位测量”设备的特征，并评估了空气中的空气中的大量测量。结果，发现水也对氧气产生了影响。使用两种类型的灯具有不同的辐照波长范围（氘灯和氙气灯）来评估各种聚合物材料的紫外线降解，发现每个光源所引起的UV降解因材料而异。为了进一步研究紫外线和热量是否具有复杂的影响，我们以各种方式改变了紫外线射线辐照设备中的辐射条件，以组织紫外线和热量的负载环境，还检查了可以在真空吸收和耐situ测量过程中控制温度的设备。我们正在考虑进行轨道暴露测试作为验证紫外线降解的地面模拟测试方法的有效性的一种手段，并研究了使用光学窗口的环境分离方法，以分离实际空间轨道中的紫外线降解以外的其他因素。确认了国际空间站日本实验大楼Kibo的简单暴露设备（EXBAS）中的曝光测试标本所需的规格，并选择了候选光学窗口，并检查了曝光光窗的空间环境因素，以确定多少曝光。