ナノメーター超微粒子の非等温場での輸送現象の評価

Research Project

Project/Area Number	05239207
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
Allocation Type	Single-year Grants
Research Institution	Hiroshima University
Principal Investigator	奥山喜久夫広島大学, 工学部, 教授 (00101197)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	島田学広島大学, 工学部, 助手 (70178953) 品川秀夫広島大学, 工学部, 助手 (10034365)
Project Period (FY)	1993
Project Status	Completed (Fiscal Year 1993)
Budget Amount *help	¥4,100,000 (Direct Cost: ¥4,100,000) Fiscal Year 1993: ¥4,100,000 (Direct Cost: ¥4,100,000)
Keywords	超微粒子 / 熱泳動 / ブラウン拡散 / 銀 / 酸化チタン / 蒸発
Research Abstract	ナノメーターオーダーのクラスターを含む超微粒子の輸送現象は、PVDおよびCVDによる気相中での微粒子製造などと関連して重要である。そこで、本研究では、約1000℃まで加熱した円管内層流流れを用いて、ナノメーターオーダーの超微粒子の沈着ならびに蒸発による損失を検討し、以下の点を明らかにした。 1)非等温のガス流れおよび粒子のブラウン拡散、熱泳動による沈着損失に対する、温度、粒子材質、粒子径、ガス流量などの効果を実験的に求めた。実験結果をガスの流れ、ブラウン拡散および熱泳動を考慮した拡散方程式の数値解析と比較することにより、高温場での粒子の沈着損失の増大を予測することができた。さらに、数値計算によって円管内の速度、温度および濃度分布を求め、管の軸方向位置に対する沈着量の変化を予測した。 2)温度に対する粒子径の変化を実験的に求めた結果より、高温中に浮遊する微粒子では、粒子物質のバルクの融点よりもかなり低い温度でサイズの減少が起こった。この蒸発による粒子径の変化は、自由分子領域に対する蒸発理論で説明することができた。以上より、ガスの流れ、ブラウン拡散および熱泳動を考慮した粒子の拡散方程式の数値計算によって、粒子の加熱履歴が正確に評価でき、蒸発や焼結による粒子の形態変化の理論的検討への応用も可能となることがわかった。