| 研究課題/領域番号 |
17560645
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
材料加工・処理
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| 研究機関 | 鶴岡工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
吉木 宏之 鶴岡工業高等専門学校, 総合科学科, 准教授 (00300525)
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| 研究期間 (年度) |
2005 – 2006
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| 研究課題ステータス |
完了 (2006年度)
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| 配分額 *注記 |
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2006年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2005年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
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| キーワード | プラズマ材料加工 / プラズマジェット / 注射針 / 大気圧非平衡プラズマ / 絶縁被膜剥離 / 局所エッチング / カーボンナノチューブ / 局所CVD / プラズマ加工 / 局所CVD成長 |
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| 研究概要 |
(1)実験装置の設計・製作:
直径1mm以下の注射針をガスノズル兼電極とし、現有するプラズマ発生用RF電源/整合回路に接続することで大気圧プラズマジェットの生成を実現した。また、注射針を3次元的に走査するマニピュレータの組み立てを行なった。
(2)ワイヤー絶縁被膜の局所剥離:
電子機器のノイズカット等に使用する超小型インダクターの巻き線(ワイヤー、φ100μm程度)の絶縁被膜の局所剥離を、本プラズマジェットを用いて実現した。絶縁被膜の材質は耐熱温度が約200℃のポリアミドイミドである。処理ガスとしてAr、Ar/O_2および空気をプラズマジェット化しワイヤーに照射することで全周剥離を実現した。プラズマ照射部の温度を熱電対で測定したところ180℃程度以下でポリアミドイミドの耐熱温度より低く、またプラズマ発光分光分析からプラズマ中に酸素ラジカルの存在が確認された。したがって酸素ラジカルによるポリアミドイミドのケミカルエッチングであることが明らかになっ彪さらに、実体顕微鏡や走査電子顕微鏡(SEM)によるプラズマ照射面の観測で、絶縁被膜が選択的にエッチングされていることが確認された。
(4)カーボンナノチューブの局所CVD成長:
原料ガスとしてメタン/水素を用いて、φ0.5mmッケル(Ni)線先端にカーボンナノチューブ(CNTs)を選択的に成長する実験を行なった。メタン比率3〜1%、RF電力6W、成長時間1〜2分で、CNTsの束(バンドル)が規則的に垂直成長した。各バンドル径は800nm程度、長さは2〜3μmであった。バンドルの透過型電子顕微鏡(TEM)による構造観察や、ラマン分光分析を併せて行った。その結果、バンドル中のCNTsは竹状(bamboo-like)構造の多層ナノチューブであり、グラファイト構造の乱れを含んでいることが明らかになった。また、バンドルの分布密度はメタン/水素比率、プラズマ電力、成長時間に依存せずほぼ一定値の0.73/μm^2であった。これは、バンドル分布密度が、初期にプラズマ照射により形成されるNiナノ粒子の分布密度で決定される為である。
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