| 研究課題/領域番号 |
11555255
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
航空宇宙工学
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
吉川 孝雄 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (00029498)
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| 研究分担者 |
森本 進治 石川島播磨重工業(株), 技術研究所, 部長(研究者)
安井 利明 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助手 (10263229)
田原 弘一 大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 助教授 (20207210)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
5,300千円 (直接経費: 5,300千円)
2001年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2000年度: 3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
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| キーワード | MPDアークジェット / 電磁加速 / ローレンツカ / プラズマ流 / ムライト / ジルコニア / 窒化チタン / プラズマ溶射 / プラズマジェット / 電磁気力 / セラミックス |
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| 研究概要 |
本研究では、電磁プラズマ加速アークジェット発生装置を用いた、セラミックス(ムライト、ジルコニア、窒化チタン)の成膜が研究された。放電電流は5から15kA、放電持続時間は0.6msecであり、数百発の放電により成膜を行った。その結果、すべての膜において、PVD法並の緻密質皮膜をPVD法に比べ高速に成膜できることがわかった。それぞれの成膜において最適条件が存在することが確かめられた。
さらに、その生膜過程を調べるために、各種のプラズマ診断を行った結果、プラズマはガス種、放電電流値にかかわらず、陽極ノズル延長線の内側では下流に向かうにつれて径方向外側に徐々に広がり、特に中心軸付近では、陰極ジェット内ではほとんど軸に平行に流れた。しかしながら、ノズル延長線の外側ではプラズマが半径方向外側に大きく膨張することがわかった。それゆえ、プラズマ流はノズル延長線によって内部流と外部流に区分できることがわかった。探針側定によって見積もられた噴出プラズマ流中の電子温度、電子密度は共にガス種、放電電流値に依存せず、同じ下流軸方向位置では径方向外側に向けて小さくなった。内部流内では広がりノズルに沿ったスムーズなプラズマ膨張がなされ、その熱エネルギーが運動エネルギーにスムーズに変換されていくので、電子温度・密度は下流方向に低下していくと推定された。一方、外部流内では径方向外側への激しい膨張が起こり、極度に電子温度・密度の低下が低下し、その低下は境界からの離れるにつれて激しくなると推測された。こうして、効率よく加速されたプラズマ中をセラミックス粒子が飛行することが予想された。
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