2018 Fiscal Year Annual Research Report
Plasma actuator with a self-repairable insulating layer
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17K18846
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
瀬川 武彦 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (50357315)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
廣瀬 伸吾 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究グループ長 (10357874)
松沼 孝幸 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (40358031)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| Keywords | 誘電体バリア放電 / アクチュエータ / 流体技術 / 自己修復 / 絶縁層 / 省エネルギー / 高機能材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
絶縁層に人工的なボイド構造が形成されたプラズマアクチュエータに高周波高電圧を印加し、粒子画像流速測手法（PIV）を用いた空間速度分布解析、電流・電圧計測による電力および波形解析、および3次元構造が解析できる顕微鏡によるボイド構造のその場観察により性能評価を行った。絶縁層に挿入する誘電体として、初年度に試作した低融点油脂が充填されたポーラス状アルミナセラミックスに加え、3次元凹凸構造を有する樹脂表面に低融点油脂をペーストすることで型取りすることで空隙を形成した誘電体を試作した。
空間速度分布解析用の誘電体は、シリコーン樹脂両面銅張積層板の片面エッチングで露出電極および裏面電極が形成された平板によって挟み込むことでプラズマアクチュエータ構造を構築した。PIVによる空間速度分布解析の結果、時間経過とともに電極近傍の速度分布が増加し、ボイド構造内で発生する誘電体バリア放電に起因するスパイク状の電流の発生頻度が減少する。
低融点樹脂がボイド構造内に発生する誘電体バリア放電により溶融している様子を観察するため、試作した誘電体を2枚の石英ガラス板の間に挿入し、薄膜銅テープを石英ガラス板の両面外側に非対称配置したプラズマアクチュエータ構造を構築した。電圧印加直後から露出電極下側に存在するボイド構造の油脂壁面が振動しており、ボイド内に存在する空気が激しく流動する現象を確認した。また、より低融点の樹脂を用いた場合、V-Qリサージュ図形から解析した供試体の静電容量が、時間的に減少する現象が確認されるが、油脂内に存在するボイド構造壁面が短時間で溶融し、空隙が円形状に縮小することに起因することが明らかになった。
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