2020 Fiscal Year Annual Research Report
Optical wave microphone measurement of pressure waves emitted by plasma jet
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18K04174
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
光木 文秋 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (00398257)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 光波マイクロホン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
プラズマジェットから放出される酸素ラジカルのターゲット上における分布は、実際の表面処理において非常に重要である。ターゲットにおける酸素ラジカルの分布はKIデンプン溶液により可視化に成功した。しかし、ターゲットの表面張力の影響や、プラズマジェットから放出される衝撃音波の影響などを考慮する必要があるため、ターゲットが存在しない場合の空間分布と比べ解釈が複雑になることがわかった。光波マイクロホン計測により、プラズマジェット生成時の絶縁破壊により衝撃波が発生し、その減衰過程にある衝撃音波がプラズマとともに放出されることがわかった。プラズマジェットの繰り返し周波数が高くなるとターゲット表面は連続的に衝撃音波に曝されるていることがわかった。これによりターゲット表面では溶液が放射状に押しのけられ、プラズマ照射時間が長くなると溶液の可視化能力が失われることが分かった。また、プラズマ照射部の溶液は着色後、一定の速度で降下することがわかった。照射部の表面張力が周囲に比べて増加することでマランゴニ効果で着色部が降下するものと思われる。以上のことから、KIデンプン溶液を用いた可視化技術をプラズマジェットに適用する場合は単純ではなく、計測したターゲット表面での酸素ラジカル分布は、真の分布を反映していない可能性があることから注意が必要である。一方、この計測を通して、衝撃音波がターゲットに及ぼす影響やプラズマ照射部の化学的変化を間接的に調べることができることが明らかとなった。
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