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平成29年度「きぼう」を使った材料の熱物性値測定・新機能材料創成実験【基盤研究利用コース】搭載試料の募集の選定結果について

国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構（JAXA）は、国際宇宙ステーション（ISS）の「きぼう」日本実験棟にある静電浮遊炉（Electrostatic Levitation Furnace：ELF）を利用して実施する「熱物性値測定・新機能材料創成」実験の科学研究利用制度（基盤研究利用コース）の搭載試料候補として、1件を選定しました。

JAXAが、これまでに獲得・蓄積してきた無容器処理技術を適用し、ISSの「きぼう」で熱物性値の取得や新機能材料を創成することにより、科学技術の発展や産業への貢献等、科学的成果を社会に還元することを目的として、平成30年2月から同年3月にかけて、熱物性値測定・新機能材料創成実験の搭載試料の募集を行いました。

JAXAは、我が国の科学技術力向上への貢献、「きぼう」利用の裾野拡大等を目的に、これまでELFを利用する科学研究課題の提案を、フィジビリティスタディテーマ（FSテーマ）募集の中で募ってきましたが、搭載準備作業を定型化・簡略化して、より多くの成果を、早期に創出するため、ELF利用実験搭載試料募集制度に変更しました。今回は制度変更後の初めての募集になり、1件の応募がありました。

応募のあった提案について、きぼう利用テーマ選考評価委員会及びJAXAにて選考した結果、以下のとおり1件の搭載試料候補を選定しました。選定後は、早期の軌道上実験の実施を目指し、JAXAと研究者が協力して適合性試験、安全性評価を行い、数ヶ月以内に搭載の最終判断を行う予定です。

○研究の背景
粉末床を用いた金属用3Dプリンターでは、積層方向に結晶が成長し、その結果、造形物は特定の方向に強度が低下する問題があり、等方的に結晶を成長させる方法が強く望まれている。本研究グループは、凝固時に液相から結晶核生成を促進するヘテロ凝固核を粉末床に添加し、等方的な微細結晶粒を分散させて、異方性の問題解決に取り組んでいる。凝固現象の解明に核生成の知見が求められており，また，凝固シミュレーションには高精度の物性値が必要とされている。

○研究の目的
本研究では、ヘテロ凝固核添加が凝固挙動（最大過冷度、凝固組織）に与える影響及び融体物性（密度、粘性、表面張力）の温度依存性を明らかにすることを目的とする。ヘテロ凝固核を添加しない試料での実験結果との比較を行い、添加の効果を明らかにする。

○研究の意義
本ISS実験成果の活用により、3D積層造形における溶融・凝固シミュレーション、凝固組織制御が可能となると期待できる。浮遊実験は既に多くなされているが、実用目的に意図的にヘテロ凝固核を添加した純チタン及びチタン合金（Ti6Al4V）の凝固挙動解明、融体物性測定を行う点が、他の研究と異なる。

【参考】静電浮遊炉（ELF）を使用した高精度熱物性測定

（2016年3月24日）

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