宇宙環境曝露によるポリイミドフィルムの機械特性劣化とその予測法
スポンサーリンク
概要
- 論文の詳細を見る
SM/SEED(Service Module/Space Environment Exposure Device)実験により実宇宙環境に曝露したポリイミド(PI: Polyimide)フィルムの機械特性を引張試験により評価した。また、地上設備を用いて原子状酸素(AO: Atomic Oxygen)、紫外線、電子線を照射したPIフィルムについても同様の評価を行った。これら評価結果の比較から、PIフィルムの引張強さ・伸びに影響を与える宇宙環境因子はAOであり、AOフルエンス(F_<AO>)の増加に伴いPIフィルムの引張強さ・伸びは低下することが明らかとなった。この結果は、AOの浸食により形成された粗い面が破壊の起点となりF_<AO>の増加に伴いその表面粗さが大きくなるためだと考えられる。さらに、本研究では、AOに対する耐性の高いITO(Indium Tin Oxide)コーティング付PIフィルム(ITO/PIフィルム)に対しても同様の評価を実施した。ITOコーティングがAOをブロックすることにより、ITO/PIフィルム表面ではAOによる浸食が生じない。そのため、AO照射後においても、ITO/PIフィルムは平坦な面を維持している。しかし、ITO/PIフィルムの引張強さ・伸びはF_<AO>の増加に伴い低下し、その低下の程度はコーティングのないPIフィルムと比較して大きかった。これは、ITOコーティングの欠陥部に形成されたUndercut cavityが破壊の起点として作用し、その深さがF_<AO>の増加に伴い大きくなることが原因だと考えられる。破壊力学を用いて、PIフィルム及びITO/PIフィルムにおける引張強さの低下とF_<AO>の関係を予測したところ、予測結果は実験値とほぼ一致した。すなわち、PIフィルムの宇宙環境曝露による強度劣化評価に対する破壊力学的手法の有効性が示された。
著者
-
中村 孝
北海道大学大学院工学研究科
-
島村 宏之
(独)宇宙航空研究開発機構
-
島村 宏之
宇宙航空研究開発機構総合技術研究本部
-
中村 孝
東京工業大学工学部
-
中村 孝
北海道大学大学院工学研究科 機械宇宙工学専攻
-
島村 宏之
宇宙航空研究開発機構 研究開発本部 電子部品・デバイス・材料グループ
-
中村 孝
北海道大学
-
島村 宏之
宇宙航空研究開発機構
関連論文
- 宇宙用高分子膜材の強度特性に関する破壊力学的考察(M&M2009材料力学カンファレンス)
- 薄肉球状黒鉛鋳鉄の疲労強度特性に及ぼす鋳肌の効果(M&M2009材料力学カンファレンス)
- SNCM439の超高サイクル疲労特性に及ぼす焼もどし温度の影響(M&M2009材料力学カンファレンス)
- 微粒子を分散したPEEK基複合材料の耐紫外線性(M&M2009材料力学カンファレンス)
- CFRPの繊維配置最適化による耐水環境性向上(M&M2009材料力学カンファレンス)
- Ti-6Al-4V合金の超高真空環境における疲労き裂進展特性(M&M2009材料力学カンファレンス)
- 紫外線を照射したPEEK膜材の強度特性(M&M2009材料力学カンファレンス)
- 直接フッ素化処理における高分子材料の遅れ破壊挙動(M&M2009材料力学カンファレンス)
- 水環境に曝露した常温硬化CFRPの吸水特性(M&M2009材料力学カンファレンス)
- Ti-6Al-4Vの疲労き裂伝播限界に及ぼす高真空環境の影響(J10-1 チタン系材料の力学・強度特性,J10 チタン系材料の力学・強度特性と応用技術)
- 高強度鋼の表面および内部起点型疲労特性に及ぼす応力比の影響(鉄鋼材料,ギガサイクル疲労)
- 高応答小型デジタルサーボ疲労試験機の開発(疲労)
- 733 高強度鋼の引張圧縮軸荷重下における超高サイクル疲労特性
- 高強度鋼の表面および内部起点型疲労特性に及ぼす表面仕上,高真空環境の影響
- 736 高強度鋼の内部起点型疲労破面に及ぼす圧縮負荷の影響
- 733 微小欠陥を有する Ti-6Al-4V 合金の高真空環境下における軸荷重疲労特性
- 高強度鋼の疲労破面に及ぼす大気/高真空/材料内部環境の影響
- K-0523 高強度鋼の表面および内部起点型疲労破壊に及ぼす表面仕上・高真空環境の影響(S04-3 高強度鋼の超高サイクル疲労(2))(S04 金属材料の組織と疲労強度信頼性)
- 307 高強度鋼の疲労破面に及ぼす大気/高真空/材料内部環境の影響(OS1-1 高強度材の超高サイクル疲労(1))(OS1 高強度材・表面改質材の疲労と破壊)
- 631 高強度鋼の軸荷重下における内部起点型疲労破壊特性
- 薄板試験片による球状黒鉛鋳鉄の引張特性評価
- 1059 SNCM439の内部起点型疲労特性に及ぼす焼もどし温度の影響(J12-5 金属材料の疲労特性と破壊機構(5) 低サイクル疲労/超高サイクル疲労,ジョイントセッション,21世紀地球環境革命の機械工学:人・マイクロナノ・エネルギー・環境)
- 1034 超高真空中におけるTi-6Al-4Vの疲労き裂伝播特性(J12-1 金属材料の疲労特性と破壊機構(1) 疲労き裂進展,ジョイントセッション,21世紀地球環境革命の機械工学:人・マイクロナノ・エネルギー・環境)
- スモールパンチ試験による薄肉球状黒鉛鋳鉄のじん性評価
- 2717 粉末冶金超磁わい材料の磁気機械相互作用に基づく減衰特性(G04-1 機械材料・材料加工(1),G04 機械材料・材料加工)
- 金属疲労の基礎知識
- Ti-6Al-4Vの内部起点型疲労破面における粒状領域の形成因子 (特集 疲労)
- 鋳造シミュレーションによる鋳ぐるみ接合の方案検討とその実験的検証
- 宇宙曝露実験による材料の耐宇宙環境性評価
- 308 粉末冶金超磁わい材料の静的圧縮強度と破壊過程の観察(材料力学(1))
- 305 粉末冶金超磁わい材料の磁気機械特性(機械材料・材料加工)
- 原子状酸素を照射したPEEK膜材の機械特性
- 低地球軌道環境下におけるPEEK膜材の機械特性変化(S65-2 宇宙用膜構造,S65 宇宙構造物)
- 直接フッ素化処理を施したPEEK膜材の引張特性(G03-7 高分子材料,G03 材料力学)
- 704 直接フッ化処理を施した PEEK 膜材の耐宇宙環境特性
- Ti-6Al-4V合金の引張疲労特性に及ぼす高真空環境の影響
- 2つの疲労破壊モードが競合する場合の寿命データ活用法に関する一考察(信頼性工学)
- 低温焼戻しクロムモリブデン鋼の高サイクル疲労特性と破壊起点の関連性
- 203 Ti-6Al-4V 合金の高サイクル疲労における材料内部/真空環境の類似点
- 205 薄肉球状黒鉛鋳鉄の疲労強度特性の評価(機械材料・材料加工(1))
- 204 炭素繊維強化プラスチックの機械特性に及ぼす水環境の影響(機械材料・材料加工(1))
- 203 水環境に曝露したCFRPの吸水特性(機械材料・材料加工(1))
- 2241 薄肉球状黒鉛鋳鉄の疲労強度評価手法の検討(G03-7 疲労,G03 材料力学)
- 粉末冶金超磁わい材料の圧縮疲労強度および破壊機構 (特集 疲労)
- Ti-6Al-4V合金における内部疲労き裂の発生および初期進展に及ぼす応力比の影響(非鉄材料,ギガサイクル疲労)
- Ti-6Al-4V 合金の超高サイクル疲労特性と破壊形態(疲労)
- 734 Ti-6Al-4V の内部起点型疲労特性に及ぼす応力比の影響
- Ti-6Al-4V 合金の疲労寿命分布特性と破壊形態(疲労)
- 粉末冶金製超磁わい材料の圧縮疲労強度特性(S14-2 切欠き効果と圧縮疲労強度特性,S14 金属材料の疲労特性と破壊機構)
- 9 簡単な実験に基づく対話型授業の試み : 初年度学生に対する専門導入教育(教育システムA(講義・演習)III,第3セッション)
- 108 超高サイクル用小型デジタルサーボ疲労試験機の開発(OS1-2 材料・材料力学の新展開)(OS1 材料の力学・疲労・破壊現象)
- CFRPの繊維配置最適化による耐水環境性向上
- 水環境に曝露した常温硬化CFRPの吸水特性
- 微粒子を分散したPEEK基複合材料の耐紫外線性
- 紫外線を照射したPEEK膜材の強度特性
- 宇宙用高分子膜材の強度特性に関する破壊力学的考察
- 直接フッ素化処理における高分子材料の遅れ破壊挙動
- 227 アラミド繊維シートを用いた木質構造接合部の4点曲げ試験による引張強度評価(木質材料の接着と接合)(木材・木質材料の新展開 : ナノからメートルまで)(オーガナイスドセッション3)
- SNCM439の超高サイクル疲労特性に及ぼす焼もどし温度の影響
- 薄肉球状黒鉛鋳鉄の疲労強度特性に及ぼす鋳肌の効果
- 156. 先天性総胆管嚢腫の手術の検討(胆道・脾)
- 繰返し落下試験による鋳鉄製粉砕ボールの強度評価
- 3425 低地球軌道に曝露されたPEEK膜材の強度特性(S89-2 微小重力・宇宙環境利用(2),S89 微小重力・宇宙環境利用)
- 512 張力を与えたPEEK^[○!R]膜材の宇宙環境曝露実験(高分子材料の劣化)(一般セッション)
- 410 張力負荷 PEEK 薄膜材への原子状酸素照射
- PS02 SNCM439の超高サイクル疲労特性に及ぼす焼もどし温度の影響(ポスターセッション)
- OS0611 直接フッ素化処理における高分子材料の遅れ破壊挙動(先進複合材料の強度・特性評価,オーガナイズドセッション)
- 411 張力負荷 PEEK 薄膜材への電子線照射
- PS05 水環境に曝露した常温硬化CFRPの吸水特性(ポスターセッション)
- OS0608 CFRPの繊維配置最適化による耐水環境性向上(先進複合材料の強度・特性評価,オーガナイズドセッション)
- OS0710 薄肉球状黒鉛鋳鉄の疲労強度特性に及ぼす鋳肌の効果(構造用材料の疲労挙動と寿命評価,オーガナイズドセッション)
- 超磁わい材料を用いたダイレクトドライブ油圧サーボバルブの開発
- 気体分子-固体表面相互作用と分子間力理論
- 鋳ぐるみ端面接合の数値解析における計算条件に関する考察
- PS27 紫外線を照射したPEEK膜材の強度特性(ポスターセッション)
- PS26 宇宙用高分子膜材の強度特性に関する破壊力学的考察(ポスターセッション)
- 413 人工微小欠陥を有する高強度鋼の内部き裂を模擬した真空中疲労試験(材料力学II)
- 411 SNCM439の内部破壊における初期疲労き裂進展領域の形成因子(材料力学II)
- PS03 Ti-6Al-4V合金の疲労き裂進展特性に及ぼす圧縮負荷の影響(ポスターセッション)
- OS0701 Ti-6Al-4V合金の超高真空環境における疲労き裂進展特性(構造用材料の疲労挙動と寿命評価,オーガナイズドセッション)
- OS0610 微粒子を分散したPEEK基複合材料の耐紫外線性(先進複合材料の強度・特性評価,オーガナイズドセッション)
- ローラバニシング加工
- 超磁歪材料
- 113 フェライト地球状黒鉛鋳鉄の疲労強度に及ぼす鋳肌の影響
- 宇宙環境曝露によるポリイミドフィルムの機械特性劣化とその予測法
- アルバータ大学滞在記
- 機械工学へ
- 高炭素クロム軸受鋼の広寿命域における特徴的回転曲げ疲労特性に関する実験的検証
- K-0711 ボールバニシング加工によるS35C材の表面改質と疲労強度改善(S07-3 疲労信頼性の向上(熱処理,加工))(S07 表面改質とその機能特性評価)
- 310 Ti-6Al-4V合金の高サイクル疲労特性と応力比の相関(OS1-2 高強度材の超高サイクル疲労(2))(OS1 高強度材・表面改質材の疲労と破壊)
- 解説 超高サイクル疲労と試験技術 (特集 21世紀の材料試験技術)
- 806 超磁わい材料の圧縮強度と破壊機構
- 535 Ti-6Al-4V の疲労寿命分布特性と破壊形態
- 粉末冶金法により製造された超磁わい材料の強度特性
- 429 超磁歪材料における磁歪特性の負荷履歴依存性
- OS1504 微小き裂のΔK_に及ぼす真空環境の影響(金属材料の超高サイクル疲労と信頼性評価,オーガナイズドセッション)
- OS1503 Ti-6Al-4V合金における超高サイクル疲労特性の組織依存性(金属材料の超高サイクル疲労と信頼性評価,オーガナイズドセッション)
- 604 原子力構造用材料の低サイクル疲労特性に及ぼす繰返し予ひずみの影響(計算力学・材料力学I)
- 1106 超高真空中における疲労破面の特徴(OS11-2 材料の疲労挙動と損傷評価-き裂発生・進展-)
- 506 原子力機器用低合金鋼の超高サイクル疲労特性に及ぼす平均応力の影響(計算力学・材料力学II)