| 研究課題/領域番号 |
09555231
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 展開研究 |
|---|
| 研究分野 |
化学工学一般
|
|---|
| 研究機関 | 広島大学 |
|---|
研究代表者 |
奥山 喜久夫 広島大学, 工学部, 教授 (00101197)
|
|---|
| 研究分担者 |
島田 学 広島大学, 工学部, 助教授 (70178953)
大島 賢太郎 花王(株), 生産技術開発研究所, 研究員
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
1997 – 1999
|
| 研究課題ステータス |
完了 (1999年度)
|
| 配分額 *注記 |
11,200千円 (直接経費: 11,200千円)
1999年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1998年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
1997年度: 5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
|
|---|
| キーワード | 機能性微粒子 / 気相化学析出法(CVD) / スケールアップ / 数値シミュレーション / チタニア / Discrete-Sectionalモデル / 金ナノ粒子 / 焼結現象 / 気相化学折出法(CVD) / CVD / Discrete-Sectioanlモデル / 液体原料 / 微粒子材料 / エアロゾルプロセス / 凝集粒子 / 焼結 / 酸化チタン粒子 / 一次粒子径 / 核生成 |
|---|
| 研究概要 |
実験的には、1.壁面温度分布の制御できる微粒子製造用の反応装置を製作し、反応器壁面および内部の温度分布を測定した。さらに反応器内のガスの速度分布と温度分布を数値シミュレーションで解析することで、反応器内での粒子生成を支配するこれらの分布を理論的に評価できることを明らかにした。2.チタンの金属アルコキシド蒸気または塩化チタン蒸気を安定に発生できる装置も製作し、蒸気をキャリガスとともに反応装置に導入して、酸化チタン微粒子の製造実験を行った。製造された微粒子の凝集状態、凝集粒子径、一次粒子径の分布をエアロゾル計測技術と電子顕微鏡で計測し、製造された粒子の性状の、反応温度、キャリアガス流量、原料蒸気の濃度と種類の違いによる複雑な変化を実験的に明らかにした。
一方理論的には、反応器内で生じる、反応生成物の過飽和雰囲気の形成、モノマーからクラスターを経て粒子が生成される凝集成長現象、一次粒子の焼結・成長による凝集粒子の形状変化、粒子の非等温場での輸送を表現する粒子製造過程を記述する動力学方程式モデルを導いた。ここでは、粒子生成初期段階の現象をより正確に表し、かつ凝集粒子のサイズと形態の変化を粒子の表面積と体積によって同時に表現できる新しいモデル(2次元Discrete-Sectionalモデル)を構築した。蒸気の化学反応速度を上述の2.実験結果のうちの低温反応温度領域での結果より評価してモデルに考慮し、微粒子の製造過程のシミュレーションを行ったところ、種々の条件下で製造した微粒子のサイズ、形態をうまく予測できた。したがって、本研究で提案した微粒子製造のシミュレータが、製造装置の設計とスケールアップに有用な指針を与え得ることがわかった。
|
