2005 Fiscal Year Annual Research Report
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17656273
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
永山 邦仁 九州大学, 大学院工学研究院, 教授 (20040446)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 厚史 九州大学, 大学院工学研究院, 助教授 (10243924)
西山 貴史 九州大学, 大学院工学研究院, 助手 (80363381)
久保田 士郎 産業総合技術研究所, 爆発安全研究センター, 研究員 (00294893)
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| Keywords | ナノ粒子 / ロケット燃料 / 高エネルギー物質 / 抵抗加熱法 / レーザー加熱 |
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| Research Abstract |
何らかの方法でアルミニウムを蒸発させた後の凝集によるナノサイズ粒子の形成過程は、いくつものパラメータに依存している。本研究ではまず、レーザーアブレーション法による粒子の生成過程を調べ、高効率製作の指針とした。約1気圧のアルゴンガス雰囲気において純アルミターゲットを蒸発させ、生成したナノ粒子をTEM観察した。この場合、(1)捕集位置、(2)ガス圧、(3)レーザー周波数に加えて、(4)雰囲気ガス加熱および(5)プルーム膨張空間の制限という因子を加えて試験を行った。
その結果、(1)捕集位置はターゲットに近い位置が高効率捕集かつサイズが増大する、(2)ガス圧は高い方が粒子サイズは大きくなる、(3)レーザー周波数は高い方が収量は大きい、と言う結果が得られた。ただし、捕集位置がターゲットに近すぎるとTEM用グリッドが高温で破れる、サイズが大きくなる条件では粒子サイズ分布も広がるという結果となった。加えて、(4)雰囲気ガス加熱は粒子サイズを大きくする効果を持つ、(5)空間制限も粒子サイズを大きくすることがわかった。(3)、(4)、(5)の結果はすべて粒子生成過程の時間を延ばす方向に働きその結果としてサイズ増大につながっていることがわかってきた。
雰囲気ガスの加熱はすりガラスにアルミ蒸着を行ったものに高出力連続発振レーザーを照射しておこなった。ガス加熱の効果は壁面に設置した熱電対でたしかめたが、(3)の結果は、アブレーションだけでも雰囲気ガスの加熱となっているという結果から説明された。
現在はこれらの結果を受けて、レーザーアブレーションによらず抵抗加熱法によってさらに高効率のナノ粒子生成法の検討を開始している。
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