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「きぼう」での実験

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静電浮遊炉の利用実験を開始しました~高温材料の熱物性を測定します~

最終更新日:2018年9月28日
多目的実験ラック2(MSPR-2)に設置された静電浮遊炉(ELF) ELFミッションロゴ

多目的実験ラック2(MSPR-2)に設置された
静電浮遊炉(ELF)(出典:JAXA/NASA)

ELFミッションロゴ
(出典:JAXA)

概要

国際宇宙ステーション(ISS)・「きぼう」日本実験棟に設置されている静電浮遊炉(Electrostatic Levitation Furnace:ELF)の機能検証を完了し、実験を開始しました。 ELFは、3000℃にもなるような高融点材料(標準直径2mm)を静電気力で炉の中に浮かせて、擾乱が少なく高純度を保った状態で過熱、溶融、冷却し、熱物性を測定することができる実験装置です。


図1は、ELFの機能検証期間中に実施した酸化アルミニウムの実験の様子です。

静止画像
6つの電極間で浮遊する溶融酸化アルミニウム(中央)(平成29年7月取得)

図1 6つの電極間で浮遊する溶融酸化アルミニウム(中央)(平成29年7月取得)
(出典:JAXA)

動画

取得した実験映像(図1は4面表示の左上)(出典:JAXA)[mp4:5.84MB]

静電気力により位置制御した酸化アルミニウム(融点:2054℃)を、レーザにより溶かしました。溶けた酸化アルミニウムの画像から体積を算出し、地上に持ち帰った後に計測した質量から密度を求め、過去のデータと比較し、ELFで取得したデータが妥当であることを確認しました(図2)。

図2 酸化アルミニウムの密度

図2 酸化アルミニウムの密度
(出典:Tamaru, H. et.al., Microgravity Sci. Technol. doi.org/10.1007/s12217-018-9631-8)

現在、ELFを使って「静電浮遊法を用いた鉄鋼精錬プロセスの基礎研究~高温融体の熱物性と界面現象~」(代表研究者:学習院大学 渡邉匡人教授)の実験を実施中です。今後は「新奇機能性非平衡酸化物創製に向けた高温酸化物融体のフラジリティーの起源の解明」(代表研究者:物質・材料研究機構 小原 真司 主幹研究員)の実験等が予定されています。

論文情報

ELFの機能検証の結果および得られた成果は、国際学術雑誌「Microgravity Science and Technology」オンライン版に2018年6月16日に掲載されました。

雑誌名:Microgravity Science and Technology

論文名:Status of the Electrostatic Levitation Furnace (ELF) in the ISS-KIBO

お問い合わせ先

ELFの有償利用サービスを提供しています。ご関心のある方はZ-KIBO-PROMOTION[at]ml.jaxa.jpまでご連絡ください。材料によって状況が違いますので、まずはお問合せを。([at]を@に変更して使用ください)

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