1999 Fiscal Year Annual Research Report
気相・液相・固相における均一核および不均一核生成による微粒子の生成機構
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10650752
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| Research Institution | OSAKA PREFECTURE UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
向阪 保雄 大阪府立大学, 工学部, 教授 (70081346)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野村 俊之 大阪府立大学, 工学部, 助手 (00285305)
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| Keywords | 均一核生成 / 不均一核生成 / 微粒子 / エアロゾル / CVD法 / PVD法 / 液相還元法 |
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| Research Abstract |
生成粒子の個数濃度および粒子径を制御することは非常に重要な課題となっている。しかし、液体や気体からシード粒子なしで粒子を生成するいわゆる均一核生成理論に関する研究はこれまで多くの研究者によってなされてきたが、古典的核生成理論をはじめとして、その改良型理論、さらには数値シミュレーションによる解析などのアプローチによっても、その現象の複雑さのために、現在のところ、粒子製造の現場では実用し難いのが現状である。また実験的にも、最近の進歩著しい粒子計測技術をもってしても、核生成初期段階の理論の検証に耐えられる手法は開発されていないといえる。したがって製造現場では、多くの場合、これまでの理論における考え方を定性的にとり入れながら経験的に対処しているのが実状ではないかと考えられる。そこで、従来の均一核生成初期段階における熱力学に基づいたミクロな考察から離れて、核生成およびその後の粒子生成から観測可能な生成粒子の個数濃度および粒子径に着目し、工学的な立場から液相中における均一核生成モデルを提案し、均一核生成によって生成される生成粒子個数濃度と操作条件の関係式を導出した。そして、還元法によりその妥当性について確認している。
平成11年度における研究では、気相中におけるエアロゾル粒子の生成へのモデルの適用を試みた。まず、気相系の特徴である自由分子流領域を考慮して、均一核生成およびシード粒子存在下の核生成によって生成されるエアロゾル粒子の個数濃度および平均体積径と操作条件の関係式を導出した。そして、これらの関係式の妥当性をCVD法およびPVD法による粒子生成実験によって調べた。その結果、気相中では液相中に比べてモノマーの拡散速度および臨界過飽和度が大きいことによる壁面へのモノマーの凝縮と生成粒子の拡散沈着を考慮することで実験結果を説明づけることができた。
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[Publications] Manuel Alonso: "Aerosol Particle Size Growth by Simultaneous Coagulation and Condensation with Diffusion Losses in Laminar Flow Tubes"J. Aerosol Sci.. 30・9. 1191-1199 (1999)
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[Publications] Tasuo Kousaka: "Experimental Studies on Gas-phase Nucleation and the Effect of Seed Particles on Homogeneous Nucleation Suppression"J. Aerosol Sci.. (印刷中).
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[Publications] Toshiyuki Nomura: "Paricle Formation by Dilution Method Using Miscible Non-solvent"Adv. Powder Tecnol.. (印刷中).
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[Publications] Toshiyuki Nomura: "A Model for Simultaneous Homogeneous and Heterogeneous Nucleation in Case of Slow Reaction Rate"J. Colloid Interface Sci.. 221・2. 195-199 (2000)
