次世代高性能硬Ｘ線非球面望遠鏡の超平滑面創成

为下一代高性能硬X射线非球面望远镜创建超光滑表面

基本信息

批准号：
13F03056
负责人：
難波義治
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Chubu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

欧米の協力の下に日本が2015年度に打上げる硬Ｘ線望遠鏡と軟Ｘ線望遠鏡を搭載したＸ線天文衛星ASTRO-Hの開発は終了し、現在は打ち上げ前の種々のテストを行っている。高性能な硬Ｘ線望遠鏡を開発するには現状の円錐近似の反射鏡ではなく、正確な回転放物面と回転双曲面からなる反射鏡が必須であり、軽量化のためには超精密な非球面金型からレプリカ法で非球面反射鏡基板を製作する方法がベストである。従来は前加工のし易さからアルミニウム合金を超精密ダイヤモンド切削し、それに無電解ニッケルを成膜し、ダイヤモンド切削と研磨で非球面金型を製作する方法と合成石英を研削・研磨して非球面金型を製作する方法を研究開発して来た。しかし、日米欧の経済状態から次世代の硬Ｘ線望遠鏡にはより安価に非球面金型を製作する技術の開発が急務となった。特に、合成石英の非球面研磨では所用の形状を創成するのに年単位の時間が必要であった。そこで、本年度は、前加工が極めて容易なグラファイトを金型材料として採用し、非球面切削後に炭化珪素を化学気相成長させ、その表面をこの研究で開発したShape Adaptive Grinding (SAG)工具で研削する方法を見出した。この工具は研究室内で極めて容易に製作でき、工具寿命も10時間以上あり、表面粗さ0.4nm Ra以下の面を従来法に比べ１～2桁高能率な10～100mm3/minの除去速度で加工できることを見出した。液晶用ガラスをＸ線反射鏡基板として使う場合に使用できる非球面金型をこのSAG研削のみで製作できることが判明し、次世代の高性能硬Ｘ線非球面望遠鏡の新しい製作法として注目を浴びている。この研究により研究分担者は国際生産工学アカデミー(CIRP)より2015年8月にTaylor Medalを受賞することになった。

随着欧洲和美国的合作，X射线天文学Astro-H的开发配备了硬X线望远镜和柔软的X-Wire望远镜，日本在2015财年推出，目前正在对其进行测试，目前正在对其进行测试。发射之前的各种方式。为了开发高性能的硬X线望远镜，由精确的旋转抛物线表面和旋转的双重弯曲表面组成的反射器是必不可少的，而不是当前的锥形反射器。通过非球模的复制品。过去，铝合金是超精确的钻石切割，并且对电解镍进行了过滤，并且作为异步的货币类型，用钻石切割和抛光制成，并磨削合成石英和抛光。球形模具。但是，从日本经济状况，美国和欧洲的下一个代X -Wire望远镜中，以较低成本生产的技术开发以较低的成本生产了异型金模具。特别是，合成石英的非球形抛光需要年度的基础来创建该位置的形状。因此，在今年，石墨非常容易预处理，将用作模具材料，在异步切割后，松鼠生长化学物质，并通过这项研究开发了表面。它。该工具可以在实验室中很容易制作，具有10个小时或更长时间的工具寿命，并且0.4nm RA的表面粗糙度小于10-100 mm3/min的常规方法，即1-2位数字更多有效地，我发现它可以处理。事实证明，在使用LCD玻璃作为X射线反射器底物时，可以使用的垂体表面类型只能通过这种下垂的磨削产生，并且吸引了作为下一代高性能的新生产方法硬天文望远镜。这项研究导致2015年8月获得国际产品工程学院（CIRP）的泰勒勋章。