| 研究課題/領域番号 |
10450271
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
平田 好則 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00116089)
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| 研究分担者 |
裏垣 博 高知大学, 教育学部, 教授 (10107138)
黄地 尚義 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00089880)
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| キーワード | マイクロアーク / 絶縁破壊 / グロー放電 / 微細加工 / アーク溶接 / タングステン電極 / 溶融・蒸発現象 |
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| 研究概要 |
電極と試料との間のギャップ長をサブマイクロメートル程度に設定すると、数100Vで絶縁破壊が起こりマイクロサイズのアーク放電を発生させることができる。このとき、試料表面には直径10μm程度の溶融部が形成されるが、マイクロアーク溶接法といえる微細加工技術を完成させるためには、アーク放電現象を支配するパラメータを明確にし、再現性のある溶融部を形成するための制御方法を確立する必要がある。そこで、本研究ではマイクロアークによる溶融・蒸発現象を明らかにし、マイクロ溶接のための放電条件の最適化と実用化に対応できる制御方法を確立することを目的とする。得られた結果を研究実施計画に従って報告する。
1. マイクロアーク実験装置の設計・製作
現有装置をベースにして、マイクロアークトーチの製作を行うとともに、ピエゾアクチュエー夕を用いてナノメートルオーダの精度で位置決めができる装置を製作し、実験を行った。
2. マイクロアークの電気的特性と放電現象の時分解観察
電極として0.3mmの細径タングステン線を用いた。電極先端形状は電解研磨により調整し、マイクロアーク放電の実験を行った。定電流特性の電源を試作し、放電電流値を1mA〜1Aの範囲で変え、電圧波形を調べるとともに放電形態を高速シャッターICCDカメラで観察した。その結果、シールドガスをアルゴンガスとして、ギャップ長0.5〜10μmにおける実験範囲では放電電流が0.3A以上で、電圧が20〜30Vのアークが発生し、それよりも低い電流値ではアークとグローが交互に繰り返す放電形態になることが明らかとなった。
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