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Generation of highly reactive, non-equilibrium plasma at atmospheric pressure by application of short pulse voltage at high repetition frequency

Research Project

Project/Area Number 24560359
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Power engineering/Power conversion/Electric machinery
Research Institution防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)

Principal Investigator

Nakano Toshiki  防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工, その他部局等, 教授 (10531791)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) KITAJIMA Takeshi  防衛大学校, 電気情報学群, 准教授 (50424198)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2012: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords大気圧非平衡プラズマ / 短パルス電圧 / 高反応性 / 触媒作用 / 表面処理
Outline of Final Research Achievements

For generation of highly reactive, non-equilibrium plasma at atmospheric pressure, plasma is generated by applying short pulse voltage at a high repetition frequency to a narrow-gap electrode system. The properties of the plasma such as the gas temperature and the electron impact excitation rates are diagnosed by the analysis of the optical emission and the discharge voltage and current waveforms. In addition, the advantage of the plasma is discussed when the plasma is used for surface oxidation of polyethylene terephthalate (PET).
From the results of plasma diagnostics, the plasma is found to be in non-equilibrium. Thus, it is confirmed that the highly reactive conditions of the plasma is realizable. The surfaces of PET films are oxidized clearly when the films are exposed to the plasma for a net time shorter than 0.1 s. These results indicate that the plasma proposed in this study are promising in the applications to polymer surface treatments.

Report

(5 results)
  • 2015 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2014 Research-status Report
  • 2013 Research-status Report
  • 2012 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2016 2015 2014 2013 Other

All Presentation (12 results)

  • [Presentation] He/O2混合ガスを用いて生成した短パルス狭ギャップ大気圧非平衡プラズマによる高分子表面酸化2016

    • Author(s)
      門脇俊輔、中野俊樹、北嶋 武
    • Organizer
      平成28年電気学会基礎・材料・共通部門大会
    • Place of Presentation
      九州工業大学 戸畑キャンパス
    • Year and Date
      2016-09-05
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 短電圧パルス狭ギャップ大気圧非平衡プラズマによる高分子表面処理2016

    • Author(s)
      門脇俊輔、中野俊樹、北嶋 武
    • Organizer
      平成28年電気大会全国大会
    • Place of Presentation
      東北大学 川内北キャンパス
    • Year and Date
      2016-03-18
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] He/O2混合ガスによる狭ギャップ大気圧非平衡プラズマの生成と高分子表面処理への応用2015

    • Author(s)
      門脇俊輔、中野俊樹、北嶋 武
    • Organizer
      2015年放電学会年次大会
    • Place of Presentation
      防衛大学校
    • Year and Date
      2015-12-05
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 狭ギャップ大気圧非平衡プラズマの生成と高分子表面処理への応用2015

    • Author(s)
      門脇俊輔、中野俊樹、北嶋 武
    • Organizer
      平成27年電気学会基礎・材料・共通部門大会
    • Place of Presentation
      金沢大学 角間キャンパス
    • Year and Date
      2015-09-18
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 短パルス電圧によって生成された狭ギャップ大気圧非平衡プラズマの生成2015

    • Author(s)
      中野俊樹,北嶋 武
    • Organizer
      平成27年電気学会全国大会
    • Place of Presentation
      東京都市大学 世田谷キャンパス
    • Year and Date
      2015-03-24
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 狭ギャップ電極系用いた大気圧非平衡プラズマの生成と診断2015

    • Author(s)
      中野俊樹,北嶋 武
    • Organizer
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東海大学 湘南キャンパス
    • Year and Date
      2015-03-14
    • Related Report
      2014 Research-status Report
  • [Presentation] 狭ギャップ電極系による大気圧非平衡プラズマの生成2014

    • Author(s)
      中野俊樹, 北嶋武
    • Organizer
      平成26年電気学会基礎・材料・共通部門大会
    • Place of Presentation
      信州大学 長野キャンパス
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 短パルス電圧による大気圧非平衡プラズマ生成時の放電遅れ時間分布と発光強度の関係2013

    • Author(s)
      中野俊樹、白井博之、北嶋武
    • Organizer
      平成25年 電気学会基礎・材料・共通部門大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 方形波電圧パルスによる大気圧非平衡プラズマ生成時のパルス幅の最適化の検討2013

    • Author(s)
      中野俊樹、白井博之、北嶋武
    • Organizer
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      同志社大学 京田辺キャンパス
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] The influence of the repetition frequency on generation of atmospheric-pressure non-equilibrium plasma by 500-ns rectangular pulses

    • Author(s)
      Toshiki Nakano, Takeshi Kitajima, Hiroyuki Shirai
    • Organizer
      8th International Confernece on Reactive Plasmas and 31st Symposium on Plasma Processing
    • Place of Presentation
      Fukuoka International Congress Center, Fukuoka, Japan
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 高周波化バリア放電による高密度小径オゾナイザの開発

    • Author(s)
      辻野純司, 北嶋武, 中野俊樹
    • Organizer
      第 61 回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      青山学院大学 相模原キャンパス
    • Related Report
      2013 Research-status Report
  • [Presentation] 短パルス電圧による大気圧非平衡プラズマの生成に関するパルス繰り返し周波数の影響

    • Author(s)
      中野俊樹, 北嶋武
    • Organizer
      平成26年電気学会全国大会
    • Place of Presentation
      愛媛大学 城北キャンパス
    • Related Report
      2013 Research-status Report

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Published: 2013-05-31   Modified: 2019-07-29  

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