2009 Fiscal Year Annual Research Report
高次時間制御高熱流メゾプラズマによる革新的熱流・反応場制御とナノ材料生成応用
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21686027
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
田中 康規 Kanazawa University, 電子情報学系, 准教授 (90303263)
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| Keywords | ナノ粒子 / 気相法 / 熱プラズマ / 変調 / 急冷 / 二酸化チタン / メゾプラズマ |
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| Research Abstract |
1. ナノ粒子生成用HTMC-IMP装置の設計・開発
・ 観測窓付水冷ジャケットチャンバ・クエンチングガス導入用フランジの設計・製作
ナノ粒子生成用の高次時間制御高熱流誘導メゾプラズマ(HTMC-IMP)システムを設計・製作した。これまでTiO_2ナノ粒子生成に使用してきたトーチヘッド・プラズマトーチ,ガス供給システムをベースとした。トーチ下流側にクエンチングガスを径方向・軸方向に導入できるようにフランジも製作した。
・ MOSFET-IGBT制御形30kWインバータ電源の導入とマッチング回路導入
数百アンペアのコイル電流を詳細制御するため,IGBTとMOSFETとを組み合わせた30kWインバータ電源を新たに特注製作し,これを導入した。インバータへの入力電流部において数個の大容量IGBTを並列化したDC-DCコンバータを設計・製作し,高速スイッチングさせ,IGBTについてはPWMによる制御を行う仕様とした。安定的でかつ変調した直流電流をインバータ部に与えるためにIGBTへの並列コンデンサと直列リアクトルの素子定数が適切に選定する必要がある。ダミーロードを誘導コイルに挿入し,プラズマ負荷を模擬して共振回路特性の把握を行った。
2. プラズマ実験と原料粒子・酸素投入時のプラズマ安定維持範囲の把握実験
Arパルス変調型誘導熱プラズマに酸素および原料Tiを導入し,プラズマが安定維持できるコイル電流振幅変調幅,Duty比,変調波形などを実験的に把握した。
3. HTMC-IMPのスペクトルすてん観測による基礎物性把握
原料を投入した場合,投入しない状態におけるHTMC-IMPに対しマルチチャンネル分光装置によりおもに可視光におけるスペクトル強度の時間変化を測定した。これにより特にTiOスペクトル強度の変化を把握できるようになった。
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