2019 Fiscal Year Annual Research Report
Study on the negative-ion generation in atmospheric N2-CF3I gas discharge and its application to the static eliminator for organic materials
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16K05628
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
池畑 隆 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (00159641)
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| Project Period (FY) |
2016-10-21 – 2020-03-31
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| Keywords | 静電気除電 / コロナ放電 / イオナイザ / イオンの発生と輸送 / 質量分析 / 真空除電 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1)N2-CF3I混合ガス中のパルスACイオナイザの電流電圧特性、除電特性を調査し、従来のN2-O2混合ガス（大気を含む）と比較した。また最適動作条件を見いだした。
・電流電圧特性：純N2ガスでは負電流が正電流の100倍大きかった。N2分子が負イオンを作らず、電子と正イオンで移動度に大きな差が存在するためである。N2-CF3I混合ガス中のコロナ放電は、負極性では濃度50%でも持続したが、正極性では濃度10%以上で停止し非対称性が見られた。また、濃度5%で正負電流の値がほぼ一致した。これはCF3Iの電子親和力がO2に比べて大きく、負イオンを形成しやすいことを反映していると考えられ、妥当な結果となった。
・除電特性：純N2ガスではオフセット電圧が-700 V（初期電圧±1000 V）に達したが、N2-O2混合ガスのO2濃度を20%以上に高めるとオフセット電圧が100 V以下に低減した。これは大気中で良好な除電が達成できる従来の結果と一致する。一方CF3Iでは、O2の1/40である0.5%の低濃度でも良好な除電特性が得られた。一方濃度を10%以上にするとかえって放電が不安定化し、停止することさえあった。低濃度・低電圧で動作させることがポイントであることが分かった。最適条件は、濃度0.5%、エミッタ電圧7 kV、電源周波数10 Hzであった。
(2)真空中のプラズマ除電における物理モデル構築
本課題に関連して、真空中の帯電物をプラズマジェットで迅速除電する方法を前年度に提案、実証試験にも成功して国内特許出願した。今年度はその物理モデルを検討し成果を学術誌に発表した。真空中の除電は有機EL製造など最新技術に伴う新たな課題であり、プラズマジェットによる除電の提案は世界的にも例がないと思われる。
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