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大気圧下での高電圧マイクロ放電を利用した局所還元に関する研究

Research Project

Project/Area Number 17656238
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Material processing/treatments
Research InstitutionNational Institute for Materials Science

Principal Investigator

小林 幹彦  独立行政法人物質・材料研究機構, 材料ラボ, 主席研究員 (90354167)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 今野 武志  独立行政法人物質・材料研究機構, 材料ラボ, 主幹研究員 (50354171)
江頭 満  独立行政法人物質・材料研究機構, 材料ラボ, 主任研究員 (80354174)
井出 邦和  独立行政法人物質・材料研究機構, 材料ラボ, 主任研究員 (30370315)
Project Period (FY) 2005 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2005: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Keywordsプラズマ / 還元 / 放電 / アーク / グロー / トーチ / ナノ粒子
Research Abstract

大気中での放電プラズマを作る条件を実験的に調べた前年度の結果に基づいてプラズマトーチを試作し,Fe_2O_3ナノ粒子を使って還元実験を行った。
内径2mmの円筒形容器内の中央に外径660μmのタングステン針を保持して電極にし,これに垂直な300μmの小孔を持つ銅板を対向電極とした還元用トーチを試作した。タングステン対向電極と対向電極の距離を1mmとし,最大電流1mAの直流電源で10kVの電圧を印加して電極間で放電を起こさせた。放電開始後に,ナノ粒子をHeまたはHe+10%H_2のガスでタングステン針と同軸に,0.51/minで流す。対向電極の下部10mmの位置に基板を設置し,小孔から噴き出した粒子を捕集した。なお,還元トーチと粒子捕集用の基板は,不活性ガス雰囲気のガラス容器内に設置している。約30秒間,ガスに乗せて粒子を送ってから放電を止めて捕集用基板を取り出した。
ナノ粒子は基板上の直径1mm程度の円内に堆積しており,ガス流に乗って運ばれたことがわかった。直径0.3mmの小孔を通っており,プラズマ放電炎を通過しているはずである。光学顕微鏡観察により,HeおよびHe+10%H_2を使ったいずれの実験でも,赤っぽい原料のFe_2O_3ナノ粒子の一部に白いナノ粒子が観察された。基板に堆積した粒子は,ナノ粒子ではあるが10μm〜50μm程度に凝集しているものが大半である。しかし,白い粒子は数μm程度の小さいものが多い。白い粉末は原料のナノ粒子には見られないものであり,放電により部分的にせよ還元された可能性がある。しかし,細かく分散した粒子の一部が白く見えているに過ぎず,その割合は非常に低い。
これまでの研究では,プラズマトーチにより還元されたことは確認できなかった。確認のためには例えばSEMの試料室に直接移動できるチャンバーを取り付け,この中で還元をし,大気中に暴露することなく観察,組成分析を行えるようにする必要があると思われる。

Report

(2 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2007 2006 Other

All Journal Article (11 results)

  • [Journal Article] Application of probe manipulation to the fabrication of a smart probe2007

    • Author(s)
      Konno Takeshi
    • Journal Title

      Journal of Advanced Science

      Pages: 9-9

    • NAID

      10017410462

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] プローブによる微粒子のマニピュレーションと接合2007

    • Author(s)
      今野武志
    • Journal Title

      粉体工学会誌 4巻2号

      Pages: 94-100

    • NAID

      10017095579

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 微粒子を分散したポリスチレン繊維2006

    • Author(s)
      小林幹彦
    • Journal Title

      第1回バイオ・ナノテクノロジーシンポジウム予稿集 Vol.18 No.1&2

      Pages: 86-89

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 微小放電接合法による接合強度の評価および接合強度に関する予加熱の影響2006

    • Author(s)
      江頭満
    • Journal Title

      粉体工学会誌 Vol. 6172

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Manipulation of fine objects by probes of the electrostatic chuck type2006

    • Author(s)
      Kobayashi Mikihiko
    • Journal Title

      Journal of Advanced Science Vol.18 No.1&2

      Pages: 82-85

    • NAID

      10017410466

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Manipulation by electrostatic force-assisted probes2006

    • Author(s)
      Kobayashi Mikihiko
    • Journal Title

      Smart Structures and Materials 2006 : Smart Electronics, MEMS, BioMEMS, and Nanotechnology 43巻12号

      Pages: 897-905

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 金属針間の微小電流放電における雰囲気ガスの影響2006

    • Author(s)
      小林幹彦
    • Journal Title

      第15回インテリジェント材料・システムシンポジウム予稿集

      Pages: 41-42

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] エレクトロスピニング装置の試作2006

    • Author(s)
      江頭満
    • Journal Title

      第15回インテリジェント材料・システムシンポジウム予稿集

      Pages: 65-66

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] MEMSプローブのリペア

    • Author(s)
      今野武志
    • Journal Title

      第15回インテリジェント材料・システムシンポジウム予稿集

      Pages: 83-84

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Manipulation of fine objects by probes of the electrostatic chuck type

    • Author(s)
      Kobayashi Mikihiko
    • Journal Title

      Journal of Advanced Science (投稿中)

    • NAID

      10017410466

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Application of probe manipulation to the fabrication of a smart probe

    • Author(s)
      Konno Takeshi
    • Journal Title

      Journal of Advanced Science (投稿中)

    • NAID

      10017410462

    • Related Report
      2005 Annual Research Report

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Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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