2011 Fiscal Year Annual Research Report
スマート変調制御高熱流メゾプラズマシステム開発による革新的高効率ナノ材料生成
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23246050
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
田中 康規 金沢大学, 電子情報学系, 教授 (90303263)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上杉 喜彦 金沢大学, 電子情報学系, 教授 (90213339)
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| Keywords | 熱プラズマ / ナノ粒子 / スマート制御 / メゾプラズマ |
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| Research Abstract |
本研究目的はメゾプラズマと時空間制御高熱流プラズマとを融合させ,さらに原料・ガス供給の変調制御まで含めた「スマート変調制御高熱流メゾプラズマ源(SMC-MP)」を開発し,これを用いた選択的急加熱・急冷「ナノ材料超高速プロセス」へ応用展開することである。本年度は,以下のことを実施し,目標到達へのアプローチを行った。
1.新型SMC-MP装置の開発・改造:MOSFET制御型インバータ電源とコイル部とのマッチングを行い,さらにパウダ供給器に,反応時間msオーダの高速電磁弁を取り付け,変調プラズマの電力投入に同期してパウダ供給ができるようにパウダ供給器,パウダ供給器からトーチへの供給管を改造した。また,ガス同期供給機能付クエンチングガス導入用フランジの設計・製作クエンチンガスをも,変調プラズマの電力投入に同期できるように,ガス供給プランジを製作した。さらにこのフランジを取り付けた。さらに,スペクトル観測窓付き下流水冷チャンバの設計導入を行った。
2.プラズマ点火実験と原料粒子・酸素投入時のプラズマ安定維持範囲の把握実験:上記1の改造装置に対して実際にプラズマを点火できることを確認し,ガス投入,粒子投入を行えることも確認した。さらに原料の同期変調投入実験とプラズマ安定範囲の把握実験を行い,原料の最大投入量と変調運転条件との関係を明らかにした。
3.SMC-MPによるナノ粒子生成試験:原料をなるべく変調に対して同期させて導入し,ナノ粒子生成を行った。生成した粒子のSEM,XRD,BET分析を行い,生成ナノ粒子の平均粒径等の変調条件依存性を検討した。
4.画像分光器の設計と導入来年度に向けて二次元で分光できる画像分光器の設計導入を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定とほぼ同程度に進行している。今年度予定条件でのナノ粒子の生成実験,生成ナノ粒子のSEM,XRD観測も終了している。画像分光器の導入が遅れたため,スペクトル観測分が少々遅れたが,観測体制まで持ってきている。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成23年度は装置設計・開発・改造・導入が主であった。平成24年度においては,様々に実験パラメータを変更してナノ粒子生成実験を本格的に行っていく。実験パラメータの効率的な選択を行うとともに,実験準備を確実に行い結果を分析していく。
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