ダイヤモンドアンビルセルによる超臨界水中での金属酸化物微粒子形成に関する研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650744
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: SMITH Richard Lee Jr. 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60261583)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 猪股 宏 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10168479)
• Keywords: ダイヤモンドアンビルセル / 相挙動観測 / 圧力計 / 高温高圧 / 光ファイバー型歪

Research Abstract

本研究では,水熱ダイヤモンドアンビルセル(HDAC)を用いた高温高圧水熱合成の相挙動観察する場合の圧力制御性を向上させる装置改良とその実験装置製作,さらに製作した装置を用いたAIOOH等を試料とした水熱合成反応のその場観察、そのデータ解析による反応機構に関する情報を収集し、連続反応装置での研究結果との照合による反応・粒子形成機構の解明を行うことを目的とした。
初年度の平成12年度は,圧力制御機構について検討した.一般に,HDACでは圧力プローブをセル内に導入し,その分光スペクトル等から圧力を計測していたが,HDACの加圧に使用しているスクリュウ内部に印加された圧力をFabry-Perot効果を利用して計測する光ファイバー型歪ゲージセンサーを採用した。実際に,約φ0.35mmの光ファイバー型歪ゲージをBassett提案のHDACに組込み,歪と力を測定し,センサーでの加重と断面積から圧力の検量線を作成した.その結果,測定分解能はスクリュウの伸長の計測精度で規定されることが分かった.例えば,2GPaの圧力かけるとスクリュウが300nm伸長する.しかし、スクリュウ内部での温度にセンサー出力が依存すること,またセンサーの応答性に履歴が見られる,すなわち加圧時に比較して減圧時の応答時間が100倍程度であることが判明しており,これらの点の改良を現在行っているところである.

Research Products

• [Publications] R.L.Smith,Jr.,Z.Fang,H.Inomata,K.Arai: "Phase behavior and reaction of polyethylene in supercritical water at pressures up to 2.6 GPa and temperatures up to 670℃"Journal of Supercritical Fluids. 16. 207-216 (2000)
• [Publications] Z.Fang,R.L.Smith Jr.,H.Inomata,K.Arai: "Phase Behavior and Reaction of Nylon 6/6 in Water at High Temperatures and Pressures"Journal of Applied Polymer Science. 76. 1062-1073 (2000)