大口径熱プラズマプロセス装置の開発とその高温熱電変換材料セラミックス合成への応用

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07558066
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 福政 修 山口大学, 工学部, 教授 (20026321)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮村 紘 (株)超高温材料研究所, 山口研究所, 研究部長(研究職) ; 崎山 智司 山口大学, 工学部, 助手 (60162327) ; 小柳 剛 山口大学, 工学部, 助教授 (90178385)
• Keywords: プラズマジェット / 減圧熱プラズマプロセス / プラズマ溶射 / アルカリ金属熱電変換 / β"アルミナ / コンピュータートモグラフィー / ダイヤモンド合成

Research Abstract

大口径熱プラズマプロセス装置の開発と減圧熱プラズマプロセスによるアルカリ金属熱電変換器用のβ"-アルミナ合成に関する検討を進めた結果、初年度において以下の成果が得られた。
(1)申請者が開発した強制伸長型プラズマジェット発生器を基礎にした熱プラズマプロセス装置を減圧下(0.1〜10Torr)で動作させることにより、安定な大容量熱プラズマの生成ならびにそれに伴った反応領域(高温領域)の拡張が可能であることを明らかにした。
(2)ダイヤモンド薄膜合成を行うことにより、熱プラズマの形状制御とプロセスの制御との相関を明らかにし、減圧プロセスにより薄膜合成や溶射膜作製の大面積化が可能であることを示した。
(3)コンピュータートモグラフィー(CT)法による熱伝達量の測定を試み、非軸対称となりやすいプロセス進行中のプラズマジェットの計測法として、CT法は十分対応できることを示した。また、CCDカメラを用いたプラズマ計測により、2次元温度分布の測定が容易に行えることを示した。
(4)Al_2O_3とNa_2CO_3の混合粉末材料からβ-アルミナの合成が可能なこと、更にMgOを添加することによりβ"-アルミナの合成も可能なことが示された。
(5)β、β"-アルミナ合成とプラズマジェットパラメータとには強い相関があり、最適条件を選択することにより良質のβ"-アルミナ合成が可能である。

Research Products

• [Publications] 福政 修: "直流熱プラズマとその材料プロセスへの応用" プラズマ・核融合学会誌. 72. (1996)
• [Publications] 福政 修 他: "熱プラズマ材料プロセシングの基礎と応用" (株)信山社サイテック, (1996)