2014 Fiscal Year Research-status Report
電磁回転（EMS）システムによる粘性測定標準法構築への挑戦
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26600132
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
酒井 啓司 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00215584)
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2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 粘性測定 / レオロジー / 粘度標準 / 電磁スピニングシステム / 粘弾性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、申請者らが独自に開発し現在では様々な工業分野での粘性計測に用いられているEMS（電磁回転式）粘性測定システムを高性能化し、標準物質を必要としない粘性の絶対値の計測手法を構築すること、さらにその精度を向上させて世界の粘度計測の標準とするための要素技術を開発することにある。
初年度においては現有の磁気浮上型EMS粘度測定システムを用いて、粘性の絶対値測定の原理検証を行った。具体的には、現在開発中の真空槽内磁気浮上EMSシステムを用いて、粘性の絶対値測定の誤差要因となるプローブ回転時のエネルギー散逸機構を検討した。現在の毛細管式粘度計を超えるスペックを実現するためには、例えば純水の粘性を測定する場合の相対精度として1/1000を達成する必要がある。システムの高性能化により標準状態にある気体の粘性を0.1％の精度で計測することが可能となり、かつ全く同一の構成で液体の粘性までそのダイナミックレンジを拡張することに成功した。現在、ばらつき等による相対的な誤差は10 nPa･s以下であり、当初の目的を達成した。
また他の要因による粘性の絶対値測定への誤差要因を実験的に検証するために、試料槽内の気体を排気して理想的なゼロ粘性の環境を実現した。ゼロ粘性極限に近い環境を実現して絶対値の校正を行うためには、回転プローブの巨視的サイズと分子の平均自由行程が同程度となる低圧環境を生成する必要があるが、真空チャンバー中での実験によりこれを実証することができた。
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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、研究計画に記載した事項については本年度の研究により達成することができた。均一な磁場を生成するヘルツホルムコイルについても所要の性能については評価できたが、定常回転による粘性測定という従来法に加え、振動回転による粘性測定という新たな着想を得た。このいずれが粘性の標準測定法として有利かを実験的に検証することは今後の成果にとって重要な要因となるため、これを計画に加えて検証することとした。
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| Strategy for Future Research Activity |
真空環境における低圧力気体の粘性測定、あるいは気体種による粘性の気圧依存性の測定しについて従前の計画通りに遂行する。また均一磁場の生成による粘性の絶対測定については、粘性プローブの定常回転による方法と振動回転を用いる方法の両者について、数値計算ならびに実験によりその優劣を検証することとする。
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| Causes of Carryover |
理由
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
計画
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