| 研究課題/領域番号 |
20K20962
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分18:材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
蓮尾 昌裕 京都大学, 工学研究科, 教授 (40218433)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2020年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | 破壊発光 / 摩擦発光 / プラズマ分光診断 / 水素原子発光 / カメラレンズエシェル分光器 / 電子密度 / ガス密度 / プラズマ分光 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
固体を勢い良く破壊すると摩擦発光や破壊発光と呼ばれる発光が起こることが知られている。身近な例として、氷砂糖を暗い部屋の中で破壊すると青白い発光が肉眼で確認されることが挙げられる。本研究では、摩擦発光を破壊応力によって生じた表面電荷による亀裂界面間の放電に伴う発光との仮説のもと、高効率な分光器の開発によるプラズマ分光診断法を駆使して、亀裂界面間のガス密度、電子密度、電場を評価し、そのメカニズムに迫る。
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| 研究成果の概要 |
雰囲気ガス可制御試料破壊装置と高スループットカメラレンズエシェル分光器を製作した。水素ガス中で氷砂糖を破壊し、その際に放出される発光を同時観測波長範囲400～950 nm、観測空間範囲0.2 mm×0.1 mmで高波長分解計測した。一度の破壊でのバルマーアルファ発光線とバルマーベータ発光線のスペクトル同時計測に成功し、それらの解析から破壊発光を生成するプラズマの電子密度、ガス密度を推定した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
固体を勢い良く破壊すると破壊発光や摩擦発光と呼ばれる発光が生じ、その生成メカニズムとして固体破壊時の応力により帯電した亀裂面間の放電が予想されている。しかし、どのようなプラズマが生じるのかなど、その詳細な挙動は明らかではない。本研究では、破壊発光に対してプラズマ分光診断の手法を適用することにより、破壊発光を生成するプラズマの電子密度、ガス密度の推定可能性を実証した。
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