1998 Fiscal Year Annual Research Report
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10450284
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
三浦 隆利 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60111259)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
青木 秀之 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40241533)
丹野 庄二 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00217217)
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| Keywords | すす / カーボンブラック / 凝集 / エアロゾル / ブラウン運動 / 熱分解 / プラズマ |
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| Research Abstract |
本年度はナノスケールアグリゲートの制御に関する基礎的研究として、ベンゼン熱分解によるすす生成を対象に、実験と数値計算を行った。
実験では不活性雰囲気中(窒素99.9%)、炉内温度1573Kの炉内においてベンゼンを熱分解させ、生成したすすの粒子径の測定を行った。また、工業的に生成されるすすは一般的にカーボンブラックと呼ばれ、主にタイヤのコンパウンドとして用いられており、すす形状がタイヤの燃費特性に与える影響は大きい。そこで、すすを球状、楕円上、繊維状および枝発達型という4種に分類し、得られたすすの形状評価を行った。さらに、すすのようなフラクタルな物質の形状特性を表す指標の一つであるフラクタル次元測定法を用いて、形状の評価及び同定を行い、形状評価技術を確立した。また、数値計算ではすす生成過程が1.熱分解反応、2.核生成反応、3.表面成長反応、4、凝集反応の4ステップを経ると仮定し、粒子径及び発生ガス量の予測を行った。すす一次粒子径は実験値43.1nmに対し、計算値は43nmとなり、良好に一致したと言える。また、すす粒子同士が凝集しアグリゲートへと成長する過程をブラウン運動によりモデル化し、得られたアグリゲート形状について、フラクタル次元を用いて実験値と比較した。以上の結果を基に、新たなすす生成および凝集機構の考察を行った。
また、次年度からは、プラズマにより作られた高温場において、炭化水素燃料を噴霧し新規のナノスケールアグリゲートの創製を目指すことを目標とする。
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