2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of unipolar ion extraction method for instantaneously controlling charge of powder and dynamic analysis of charged particles
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26289288
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
松坂 修二 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10219420)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 粉体 / 粒子 / プラズマ / 帯電 / 電荷 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，プラズマジェットを自由空間につくり，単極イオンあるいは電子を抽出して，粒子に電荷を精密かつ速やかに付与する技術を開発することを目的とする。電荷付与装置を設計・製作し，単極イオンジェットの生成条件を明らかにしたのち，粒子を供給して帯電粒子の動的挙動を解析するとともに，帯電制御を決定するパラメータを定量的に解析・評価して，粒子帯電システムを構築する。一連の実験，解析，評価を3年間で行う。本年度は，実用性を考慮した確証実験を行い，理論的検討を加えた総合評価を踏まえて，粒子帯電システムを完成させた。粒子の帯電制御を連続して行うために，粒子供給装置を組み込み，装置の素材の影響を検討して粒子の帯電特性を評価した。特に，プラズマジェットで生成した電荷を直接粒子に付与するのではなく，誘電板に電荷を付与したのち，その電荷を粒子に再付与させる方法を検討した。得られた主な知見は以下のとおりである。プラズマジェットの電極に印加する直流バイアス電圧を変更すると，正あるいは負の電荷を誘電板の表面に任意の割合で付与できた。誘電板には，正に帯電しやすいポリメタクリル酸メチルと負に帯電しやすいポリ塩化ビニルを使用した。プラズマジェットを使用しないで粒子を誘電板に接触させると，接触電位差の違いによって粒子の帯電に誘電板の素材の影響が現れたが，大気圧プラズマジェットの電荷を利用して粒子に電荷を再付与すると，粒子の電荷は誘電板の表面電位に対して正比例の関係を示した。すなわち，粒子の帯電量は誘電板に付与した電荷によって制御できることが実証された。本法により，プラズマジェットに起因する電荷の発生速度と粒子の供給速度を一致させる必要がなくなり，操作性の自由度は各段に向上した。粒子を誘電板に連続供給して瞬時に粒子の帯電制御を行うシステムを構築した。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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