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セラミックス

セラミックスCERAMICS PRODUCTS

セラミックス透明化・緻密化技術と可能性

当社は世界で唯一セラミックス透明化・緻密化技術を持っています。
その技術力を生かしたセラミックス製品が宇宙の成り立ちを解明するX線天文衛星「ひとみ」や、製造・医療など様々な分野へ展開されているレーザー装置のキーデバイスとして使用されています。

軟X線分光検出器用蓄冷材 GLF(X線天文衛星「ひとみ」 (ASTRO-H))

宇宙航空研究開発機構(JAXA)とアメリカ航空宇宙局(NASA)で共同開発された「ひとみ」は、宇宙からやってくる極微量なX線を精度よく検出することにより、宇宙にある元素とその速度を測定し、宇宙の成り立ちを調べることを目的として開発されました。
「ひとみ」は、新規に開発された高感度測定機を用いて世界で初めて宇宙に広がるX線の高精度観測に成功しました。

軟X線分光検出器用蓄冷材 GLF
軟X線分光検出器用蓄冷材 GLF
X線天文衛星「ひとみ」(ASTRO-H)
X線天文衛星「ひとみ」(ASTRO-H)

蓄冷材 GLF(GdLiF4)は、断熱消磁冷凍機において約0.5K(-272.5℃)という極低温を作り出すことが可能な磁気作業物質です。
当社のGLFはこの特性が優れていることから、X線天文衛星「ひとみ」(ASTRO-H)に搭載された軟X線分光検出器(SXS)の冷凍機に搭載されました。
天文衛星「ひとみ」に搭載された軟X線分光器の実現に貢献したことが評価され、2016年(平成28年)宇宙航空研究開発機構(JAXA)様より感謝状が授与されました。

セラミックスの接合技術

接合セラミックス1
接合セラミックス2
接合セラミックス3

神島化学では異なるドーパントを添加したYAGセラミックス同士の接合が可能です。

特長

  • レーザー媒質内の熱分布を均等にするため、 ドーパントなしのセラミックスを接合
  • 寄生発振防止のために特定ドーパントのセラミックス吸収体を接合
マイクロチップ用接合セラミックス

近年のマイクロ固体フォトニクスの進展により、尖頭出力がメガワット級の小型マイクロチップレーザーが開発され、そのレーザー媒質として、当社の接合セラミックスが幅広い分野で期待されています。
当社の接合技術により、レーザー媒質と過飽和吸収体を一体化する事で、アライメント調整が不要となり、コンパクトでありながら、尖頭出力が高いパルスレーザーを実現しています。

マイクロチップ用接合セラミックス
ハンドヘルドレーザーシステム

従来の高出力レーザー装置は非常に巨大という常識を覆す、小型で高出力を実現したのが「ハンドヘルドレーザー」です。
「ハンドヘルドレーザーシステム」は、高出力なパルスレーザーをいつでもどこでも簡単に使えるようにすることで、レーザー応用技術を革新し、製造現場・インフラ保守・メディカル・航空宇宙等の様々な分野へ展開されようとしています。

このシステムにおいても、当社のマイクロチップ用接合セラミックスをキーデバイスとして検討して頂いており、今後あらゆる分野に展開していけるよう、産官学連携して取り組んでいます。

ハンドヘルドレーザーシステム
レーザー点火システム

現在、ガスエンジンは火花点火方式が主流ですが、燃焼効率の改善や、NOxやSOxといった有害な未燃燃料の低減を目的として、新たな点火方式の開発が進められています。
その点火方式の一つとして『レーザー点火システム』があります。その点火プラグのレーザー媒質として当社の接合セラミックスが使用されています。接合セラミックスを使用することで、1つの結晶としてパルス動作が可能となることやセラミックスの量産性により、実用的なコストの可能性に期待されています。

特長

  • 高エネルギー密度点火
  • 電極消耗なし
  • 多点点火
  • 多重点火
  • 点火位置自由度拡大
レーザー点火システム1
レーザー点火システム2
レーザー点火システム3

用途例

レーザー点火システム4

大型接合セラミックス

当社の透明セラミックスは単結晶では実現できなかった大型結晶を作製することができます。
この大型セラミックスも異なるドーパントのYAG同士を接合することができます。大きさだけでなく、丸形・四角形など形もお客様のご要望に応えられる技術を持っています。

当社の大型接合セラミックスは、カーボンニュートラル社会の実現のため、クリーンなエネルギー創出を目指し、実用化に向け、JAXAを中心に研究開発を推進している「宇宙太陽光発電システム」や、大阪大学や世界中の研究機関で研究開発を推進している「慣性核融合発電システム」に提供されています。

大型接合セラミックス1
コア:Nd:YAG
クラッド:Sm:YAG
大型接合セラミックス2
コア:Yb:YAG
クラッド:Cr:YAG

宇宙太陽光発電システム(SSPS:Space Solar Power Systems)

「宇宙太陽光発電システム」は地上と違い、天候や季節、昼夜関係なく太陽光が照りつける宇宙において、 年平均5~10倍の太陽光を受けることができるため、高効率な太陽光エネルギー利用が実現できます。
宇宙からの太陽光を当社の『レーザー用YAGセラミックス』がレーザー発振媒体となり、地球上の施設へ直接レーザーに変えてエネルギーを送るという夢のようなシステムです。

地上での排熱量は、今までの発電所より少なくなり、さらに温室効果ガスを殆ど排出しない極めてクリーンで環境にやさしく、まさに次世代エネルギーシステムであります。当社では実用化に向けてJAXAのニーズに取り組んでいます。

宇宙太陽光発電システム

慣性核融合発電システム

「慣性核融合発電システム」は、現在問題となっている電力不足や大気汚染、放射能汚染などの、既存の発電システムが抱える問題点を一気に解決できる可能性を秘めています。
重水素などから構成される燃料に、直接レーザーを照射させて核融合を引き起こさせ、そのエネルギーを利用する夢の発電システムです。
この「慣性核融合発電システム」のキーパーツでもある、当社の『レーザー用YAGセラミックス』は同システムのレーザー発振媒体として検討されています。

核融合発電は、既存の発電システムとは比べものにならない発電量を誇り、さらに温室効果ガスや放射線を殆ど排出しない極めてクリーンで環境にやさしいまさに次世代エネルギーシステムです。
当社では2030~2040年の実用化に向けて、大阪大学やRutherford Appleton Laboratoryを中心に世界中の研究機関による様々なニーズに取り組んでいます。

慣性核融合発電システム1
大阪大学 レーザーエネルギー学研究センター
ビームライン
慣性核融合発電システム2
大阪大学 レーザーエネルギー学研究センター
ターゲットチャンバー
マイクロリアクター用接合セラミックス

セラミックスの加工性の高さと当社の接合技術を合わせることにより、マイクロリアクター接合セラミックスが作製可能です。

マイクロリアクター用接合セラミックス
窓材用接合セラミックス

境界面がなくなり一体化する技術を用いる事により機械的強度が高くなります。
さらに異なる色のセラミックス同士を接合することによりデザイン性が高まります。円形の接合も可能です。

窓材用接合セラミックス1
窓材用接合セラミックス2
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