2003 Fiscal Year Annual Research Report

微小空間へ高効率電力注入を実現する回路技術とその応用

Research Project

Project/Area Number	15075203
Research Institution	Tokyo Institute of Technology
Principal Investigator	石井彰三東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (40016655)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	井深真治東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (70262277) 安岡康一東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (00272675)
Keywords	マイクロプラズマ / 粉体 / 微粒子 / 液滴 / 高速ガス流 / 高電圧パルス電源
Research Abstract	必要な特性を有するマイクロプラズマを生成するには、プラズマの発生部分と電源システムを一体にして開発する必要がある。特に微小空間に電気工ネルギーを効率よく供給するために、従来のプラズマ分野で使われてきた電源技術の概念を越える発想が必要となる。たとえば、電源を超小型化しプラズマと一体となったシステム、微小空間への電力伝送、電力変換などの回路技術、高周波・パルス電源の要素デバイス技術に関する開発等が要求される。さらに最適な電圧、電流、周波数等の設定指針は明確にはされていない。初年度の研究として、マイクロプラズマとしての応用展開が期待でき、かつ壁との相互作用を考慮しなくてよい単純な構造を有する媒質制限型のプラズマ発生方式を選択し、これを対象として直流、交流、高周波、パルスの電力をそれぞれ用いてプラズマの基本特性と駆動電源との関係に絞って研究開発を実施した。微小な媒質として、一般性を追求するため相状態が異なる固体、液体、気体をとりあげ、寸法がそれぞれ100μmオーダの粉体微粒子、液滴、マイクロガス流の三種類を用いた。銅の粉体粒子1個をパルス放電により溶融気化させ電離状態に到達させることができた。この場合、パルス大電流が必要であり、低インピーダンス負荷への電力注入の課題がある。エタノールの液滴を電極間に落下させて放電を実現し、液体からマイクロプラズマを直接生成できることを示した。また、静電力による液滴の変形及び駆動電源により放電特性が大きく変わることを見いだした。大気圧中において、微小なノズル電極から希ガスの高速流を作り、対向するメッシュ電極との間で直流放電させるとヘリウムの場合、グロー放電が実現された。直流以外の電源とすればさらに制御性の高い大気圧放電が得られる可能性を得た。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] Takuma Yokoyama: "EARLY STAGE OF PULSED HIGH CURRENT DISCHARGES WITH COPPER POWDER"電気学会論文誌A基礎・材料・共通部門誌. Vol.124,No.1. 80-84 (2004)
[Publications] T.Yokoyama: "POWDER AS AN INITIAL MATTER FOR PULSED HIGH CURRENT DISCHARGES"14th IEEE International Pulsed Power Conference. Vol.2. 1294-1297 (2003)
[Publications] K.Takano: "Efficient Energy Delivering in Powder Plasmas"4th Int.Symp.on Pulsed Power and Plasma Applications & Int.Workshop on Applications of Pulsed Power to Nanosized Materials. PST-03-64,PPT-03-54. 304-308 (2003)
[Publications] S.Ishii: "A microplasma created from a powder particle by pulsed discharges"Proc.3rd.Asia-Pacific Int.Symp.Basic and Application of Plasma Technology. 72-75 (2003)
[Publications] 高野和也: "微粒子マイクロプラズマの生成とその制御"電気学会プラズマ研究会. PST-04-4. 17-22 (2004)
[Publications] 椎名淳: "微小電極間における放電特性"電気学会プラズマ研究会. PST-04-10. 19-24 (2004)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

微小空間へ高効率電力注入を実現する回路技術とその応用

Principal Investigator

石井 彰三 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (40016655)

Research Products

[Publications] Takuma Yokoyama: "EARLY STAGE OF PULSED HIGH CURRENT DISCHARGES WITH COPPER POWDER"電気学会論文誌A基礎・材料・共通部門誌. Vol.124,No.1. 80-84 (2004)

[Publications] T.Yokoyama: "POWDER AS AN INITIAL MATTER FOR PULSED HIGH CURRENT DISCHARGES"14th IEEE International Pulsed Power Conference. Vol.2. 1294-1297 (2003)

[Publications] K.Takano: "Efficient Energy Delivering in Powder Plasmas"4th Int.Symp.on Pulsed Power and Plasma Applications & Int.Workshop on Applications of Pulsed Power to Nanosized Materials. PST-03-64,PPT-03-54. 304-308 (2003)

[Publications] S.Ishii: "A microplasma created from a powder particle by pulsed discharges"Proc.3rd.Asia-Pacific Int.Symp.Basic and Application of Plasma Technology. 72-75 (2003)

[Publications] 高野和也: "微粒子マイクロプラズマの生成とその制御"電気学会プラズマ研究会. PST-04-4. 17-22 (2004)

[Publications] 椎名淳: "微小電極間における放電特性"電気学会プラズマ研究会. PST-04-10. 19-24 (2004)

石井彰三東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (40016655)