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生成粒子の個数濃度および粒子径を制御することは非常に重要な課題となっている。しかし、従来の均一核生成理論は非常に複雑なため、粒子製造の現場において実用し難いのが実状である。そこで、従来の均一核生成初期段階における熱力学に基づいたミクロな考察から離れて、核生成およびその後の粒子成長から観測可能な生成粒子の個数濃度および粒子径に着目し、工学的な立場から液相中における均一核生成モデルを提案し、均一核生成によって生成される生成粒子個数濃度と操作条件の関係式を提出した。そして、液相還元法によりその妥当性について確認している。本研究では、このモデルの適用可能な粒子生成法について系統的に調べて体系化することを目的とした。
平成10年度における研究では、その関係式中に含まれる因子の一つであるモノマーの拡散係数に着目して、そのモデルの妥当性について検討した。すなわち、溶液に増粘剤を添加することによりその粘度を変えてモノマーの拡散係数を変化させて、液相還元法による銀微粒子の生成実験を行った。その結果、モノマーの拡散係数と生成粒子個数濃度は反比例し、それに伴い生成粒子の粒子径も変化することが実験的に明らかとなり、均一核生成モデルの妥当性を確かめることができた。
平成11年度における研究では、気相中におけるエアロゾル粒子の生成へのモデルの適用を試みた。まず、気相系の特徴である自由分子流領域を考慮して、均一核生成およびシート存在下の核生成によって生成されるエアロゾル粒子の個数濃度および平均体積径と操作条件の関係式を導出し、これらの関係式の妥当性をCVD法およびPVD法による粒子生成実験によって調べた。その結果、気相中では液相中に比べてモノマーの拡散速度および臨界飽和度が大きいことによる壁面へのモノマーの凝縮と生成粒子の拡散沈着を考慮することで実験結果を説明づけることができた。
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