2022 Fiscal Year Annual Research Report
冷熱最大活用のための低温流れの燐光温度速度計測法開発と乱流熱流束の計測
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20H02073
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
染矢 聡 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, 副研究部門長 (00357336)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 燐光 / 温度 / 可視化 / 低温 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
無機蛍光体34種類、有機の金属錯体4種類の物質の燐光強度、スペクトル、寿命を-190～室温の範囲で評価した。無機蛍光体は粒子状物質であるため直接評価した。金属錯体分子はそれぞれに適した溶媒に溶かして吸着性の高い粒子に吸収させ、焼結することで感温粒子を作成して評価に用いた。候補としたほぼ全ての物質が感温性を示し、温度が低下するほど発光強度が強くなった。0℃から-190℃の温度変化に対して、二倍以上に発光強度が強くなった物質が、無機蛍光体6種類、金属錯体4種の10種見つかった。(Ba,Ca)10(PO4)6・Cl2:Eu、Mg2TiO4:Mn、MFGなどは二色発光強度比を用いた温度評価にも適用できることがわかった。寿命については、一部の蛍光体では温度依存性が見られなかった。一般的にクエンチ温度以下では寿命が温度依存性を示さないと言われているが、発光強度が強くなったにも関わらず、寿命が変化しない理由など、物理的メカニズムがわからないものが残っている。金属錯体分子については発光強度が平均で-5%/℃変化したものもあり、発光強度、寿命とも強い温度依存性を示した。
発見した感温性物質を用いて-60℃～-40℃の温度の伝熱面表面温度分布を可視化計測した。白金ポルフィリンを用いた場合、温度測定精度±1.29℃、耐食性の強い無機蛍光体の場合は温度測定精度±1.73℃でヒータによる加熱の影響を捉えることができた。また、白金ポルフィリンを用いて感温性中空マイクロカプセルを作成し、低温での温度速度の同時計測を行った。濃度50%のエタノール水溶液は-30℃でも凍結せずに比較的高い流動性を持つが、温度変化に対する密度変化が室温近傍の温度における変化より大きい。実験では±0.267℃の精度で-13～-3℃の温度帯における計測と加熱円柱まわりの流れにおける熱の影響を可視化評価した。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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