水の気体および微小粒子支持体としての性質に着目した加工法の研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11875033
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 戸倉 和 東京工業大学, 工学部, 教授 (10016628)
• Keywords: 水 / 水蒸気 / 金属微粒子 / 溶存気体 / レーザ光 / 立体成形

Research Abstract

水は洗浄や媒体として多く使用されているが,組織的には粗な構造であって窒素,酸素,水素などの無極性気体を組織内に取り込むことができる.また金属やセラミックスなどの微粒子,あるいは油脂などを縣濁させることもでき,物質の支持体としてみることができる.
メタンを溶存させた水にエキシマレーザを照射し炭素膜を水表面に合成できたので,微粒子を得る試みを行った.その結果,メタンの溶存量を増やすことで微粒子合成ができる可能性を見いだした.
また水中で窒化ケイ素にエキシマレーザ光(193nm)を照射した.直後照射によっても照射痕が形成されたが,試料から1mm離して試料と平行に照射した場合にも表面に腐食模様が現れた.これはエキシマレーザ光により水から生成されたラジカルによる腐食作用によるものと考えられる.
分光分析の分野にレーザ誘起キャピラリー電気泳動方がある.これは試料をガラス細管で移動させる手法であるが,その際に細管が振動することが近年見いだされた.これはマイクロマシンへのエネルギー供給の一手法になる可能性もあり,水に各種超微粉を縣濁させてキャピラリー内に導き,これにYAGレーザを照射して振動の測定を行った.その結果,パルス発振の場合振動が認められ,その振幅は縣濁させた粒子によって異なることがわかった.さらにどのような組み合わせで効率の良い振動が得られるかを明らかにする必要がある.
さらに水溶性結合材の寒天で固定した金属粉を水中で除去加工した.その結果,容易に3次元形状を作り出すことができ,これを焼結すれば金属での直接的なラピッドプロトタイピング技術になりうることを確認した.

Research Products

• [Publications] 比田井洋史,戸倉和: "ArF エキシマレーザ照射による水面上への炭素膜合成"精密工学会誌(校閲終了). 555(未定). (2000)
• [Publications] 比田井洋史,戸倉和: "窒化ケイ素への水雰囲気での ArFエキシマレーザ照射"精密工学会学術講演会論文集. 秋季. 463-463 (1999)