エネルギ-圧縮用水コンデンサ-の過冷却状態の生成と電気的特性に関する研究

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01550212
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 酒井 洋輔 北海道大学, 工学部, 助教授 (20002199)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 金子 良松 北海道大学, 工学部, 助手 (90001271) ; 田頭 博昭 北海道大学, 工学部, 教授 (10001174)
• Keywords: パルスパワ- / エネルギ-圧縮用コンデンサ- / 過冷却 / 水 / 親水性ゲル / 誘電体 / 誘電率

Research Abstract

本年度は水の他に、自分の体積の4〜5倍程度の水を安定に吸蔵する親水性ゲル(ポリアクリル酸:PAA)について、過冷却特性ならびに導電率、誘電率等の電気特性を調べた。ゲル状固体の使用は流体を保持する容器を必要としなくなる。PAAゲルは精製したアクリル酸を放射線重合により合成され、これに水(脱イオン蒸留水:導電率は1μS/cm程度)、または電解液を吸蔵させたものを用いる。主な結果を以上に要約する。
1.過冷却状態を維持する最低温度(凍結温度)は純水より若干高くー10℃前後となった。本含水ゲルの場合には、カルボキシル基や未重合オリゴマ-が存在するため、凍結温度が純水より高く(不均質核生成の確率大)なったものと考えられる。
2.誘電率は温度低下とともに減少し、導電率はゲル自身また水のそれより3桁程度増加した。これは、未重合オリゴマ-が水に溶け込むことにより、解離イオン化するために生ずるものと考えられる。
3.水、酸、アルカリ溶媒中でのPAAゲルの膨潤特性はpH=12付近で最大になり、ゲル自身の体積の15倍程度になった。一方、pH<7では膨潤率は4倍程度であった。このゲルは電界を印加すること、また電流を流すことにより収縮することが観測された。
4.含水ポリアクリル酸ゲルをパルスパワ-装置のエネルギ-圧縮用コンデンサ-誘電体材料として利用するには、未重合オリゴマ-を除去すること等の対策を行なう必要があることがわかった。

Research Products

• [Publications] 角田 勝巳: "親水性ゲルの電気的特性(8)ポリアクリル酸の膨潤制御" 平成2年電気関係学会北海道支部連合大会論文集. 206 (1990)
• [Publications] 酒井 伸介: "水と親水性ゲル(ポリアクリル酸)の過冷却特性" 第26回応用物理学会北海道支部学術講演会論文集. B-5 (1991)
• [Publications] 角田 勝巳: "親水性ゲルの電気的特性(9)ポリアクリル酸の膨潤制御" 第26回応用物理学会北海道支部学術講演会論文集. B-4 (1991)
• [Publications] 酒井 伸介: "水と親水性ゲル(ポリアクリル酸)の過冷却特性" 平成3年電気学会全国大会. (1991)
• [Publications] 角田 勝巳: "親水性ゲルの電気的特性(10)ポルアクリル酸の膨潤制御" 平成3年電気学会全国大会. (1991)