2015 Fiscal Year Annual Research Report
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26630360
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
大竹 尚登 東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (40213756)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 材料加工・処理 / 構造・機能材料 / プラズマ加工 / 機械材料・材料力学 / 機械工作・生産工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年3Dプリンタをはじめとする三次元創形技術が注目されているが，作製方式による材料の制約や精度および強度が機械加工に劣るという問題点がある．本研究では，物質の最小単位である単原子イオンを用いることで，これらの問題点を解決した三次元創形技術の開発を目指す．そのために，アーク放電により高密度のイオンビームを生成可能なフィルタード陰極真空アーク（Filtered Cathodic Vacuum Arc : FCVA）法により炭素イオンビームを生成し，磁界レンズを用いることで，その収束を試みた．磁界レンズにより，FCVA法により生成した炭素イオンビームの収束を試みた．まずは，理論計算により，イオンビームを収束させるための磁界レンズの巻き数，電流値を計算し，それを基に製作した磁界レンズを用いて炭素イオンビームの収束実験を行った．磁界レンズは，コイルを透磁率の高い純鉄のハウジングで囲い，内側に設けたスリット部に磁界を集中させることで，強磁界を発生させる方式とした．磁界強さはWangの手法を用いて求めた．加速電圧は，炭素イオンの飛行速度と加速電圧の関係式から求めた．その結果，試作コイルを用いて，約200mmのイオンビーム半径を7.3 mmに収束し，硬質炭素膜を堆積させることに成功した．炭素イオンの速度分布の影響があり，炭素イオン速度を一定にすることによりさらに収束してμmオーダーへの収束が可能であることがわかった．そのために，レンズを複数設置し，一定速度の炭素イオンのみを取り出すなどの手法が考えられる．
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