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静電浮遊炉(ELF)を使用した高精度熱物性測定

最終更新日:2016年3月24日

サービス概要

融点が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固定しますので擾乱が少なく高純度を保った状態で過熱、溶融、冷却することができます。高精度な熱物性値(粘性、密度、表面張力)の取得や、過冷凝固が可能です。

地上研究の実績としては、静電浮遊炉を用いて強誘電体を創製し超小型コンデンサへの応用に期待ができ、ガス浮遊炉を用いて高屈折率ガラス(最高屈折率2.4)の創製が過冷凝固により可能となりました。

宇宙では重力に拮抗する大きな電場を必要としないので、これまで地上では測定することができなかった高融点酸化物(セラミックス)を主なターゲット試料として、半導体、絶縁体、合金などにも対応していく予定です。
宇宙で実験する前に、地上実験により溶融条件や毒性評価など搭載性の確認を行い、宇宙実験での確実な実施を目指します。

装置スペック

静電浮遊炉(宇宙用)

静電浮遊炉(宇宙用)

主要緒元
浮遊炉種類 試料種 試料サイズ 雰囲気 加熱 測定温度
地上用 ガス浮遊炉 金属、非金属 数mm程度 ・Ar,N2,空気など(最大10気圧まで) ・980nm半導体レーザなど 299
~3000℃
静電浮遊炉 単体金属、合金 φ2mm
(数十mg)
・Ar,N2,空気など(最大10気圧まで)
・真空(到達真空度約10-5Pa)
・炭酸ガスレーザ200W
・Nd:YAGレーザ500W
299
~3500℃
宇宙用 静電浮遊炉 酸化物が主な対象。半導体、絶縁体、合金、単体金属も対応可 標準φ2mm
(φ5mmまで対応可)
・Ar,N2,空気など(最大2気圧まで)
・真空
・980nm半導体レーザ
最大40W×4方向
299
~3000℃

*宇宙で実験する前に、ガス浮遊炉の半導体レーザで試料のレーザ吸収性を確認します。

それぞれの装置で実施できること
浮遊炉種類 プロセス中の物性値の取得 物質変化
表面張力 密度 粘性 浮遊 溶融 過冷却
地上用 ガス浮遊炉 × × ×
静電浮遊炉
宇宙用 静電浮遊炉

◎:可能 ○:金属系は可能 ×:不可能

静電浮遊炉(Electrostatic Levitation Furnace: ELF)詳細

詳細資料

静電浮遊炉による高精度熱物性測定[PDF: 2.95MB]
静電浮遊炉パンフレット[PDF: 4.02MB]

募集

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きぼう利用プロモーション室(Z-KIBO-PROMOTION@ml.jaxa.jp

 
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