高専型実践教育の、発展的高度化のためのシステム構築と実行

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13680214
• 研究機関: 鈴鹿工業高等専門学校
• 研究代表者: 船戸 康幸 鈴鹿工業高等専門学校, 電気情報工学科, 教授 (10005358)
• 研究分担者: 伊藤 明 鈴鹿工業高等専門学校, 電気情報工学科, 講師 (40259883) ; 長嶋 孝好 鈴鹿工業高等専門学校, 電気情報工学科, 助教授 (30237515) ; 桑原 裕文 鈴鹿工業高等専門学校, 電気情報工学科, 教授 (30043326) ; 張 磊 皇學館大学, 社会福祉学部, 講師 (90432921) ; 川口 元一 三重大学, 教育学部, 教授 (40023171)
• キーワード: 電磁場総合実験装置 / 放電生成過程 / グロー放電 / NOx系ガス / N_2 / O_2混合ガス / 可視光分光測定 / 四重極質量分析法 / プラズマプロセシング

研究概要

本研究は、教育および研究を有機的に連結し、電磁場に関する実践的教育とグロー放電基礎過程研究を並列的に遂行することを目的とする。その主要実験研究を「電磁場総合実験装置」を用いた13年度に引き続いて、総合的に進め、以下の成果、知見を得た。本研究では教育課程における電気電子基礎、電磁場、気体・固体電子工学、電子物性、計算機ハード・ソフト、等の分野において網羅的に体験学習および研究することを意図している。
1、平行平板電場における気体電離過程の実験研究。グロー放電プラズマの生成過程における電場、電位、放電電流の計測とその解釈。大気汚染浄化基礎研究としてNOxガスを含む混合気体プラズマの生成過程、挙動を追及した。その基本として、N_2,O_2,N_2/O_2混合ガス、室内空気における印加電圧の変動と立ち上がり特性の相関測定を行った。そのために四重極質量分析法を用いたガス分圧時間変化の測定、可視光分光測定による放電初期過程における放電電流と分圧、可視光放射スペクトルとの相関についての新しい知見を得、内外で発表した。
2、高周波プラズマ(13.56MHz)を用いたNOxガスの処理に関する基礎実験。容量結合型高周波プラズマ生成において、高周波電力電源からのプラズマへの高効率電力注入を目指し、電気回路的解析、生成プラズマの分光計測、高周波電磁場の電力、位相測定により、電力最適化を図った。卒研、特別研究、等に成果を得た。
3、混合ガスプラズマの特性と不純物ガスとの関連解明を目的に、プラズマ容器壁からの脱ガスに関する解析、計算機シミュレーションを実施した。この課題は高温プラズマの生成・閉じ込めに必須な研究であり、他分野研究者との協力を得た。
以上の研究を、高専、他大学、研究所、海外協力者との連携により実施した。

研究成果

• [文献書誌] Y.Funato, T.Hosokawa, T.Kaneda: "Prebreakdown Characteristics and Correlations between Current and Optical Phenomena of Low-Pressure Glow Discharges in O_2, N_2 and their Mixtures"Proc.of XIV International Conference on Gas Discharges and their Applications, 9/1-9/6 (Liverpool, UK). Vol.1. 243-246 (2002)
• [文献書誌] K.Akaishi, M.Nakasuga, Y.Funato: "Simulation of hydrogen outgassing in ultrahigh vacuum chamber and fusion device by recombination limited model"Journal of Vacuum Science and Technology A. Volume20,No.3. 848-856 (2002)
• [文献書誌] Yasuyuki FUNATO, Takayoshi NAGASHIMA, Takenori HIRANO, Tohru NANJO: "Gas Dynamics of Non-Equilibrium Plasma in N2, O2 and Air"MEMOIRS of Suzuka National College of Technology, 2002. Vol.35. 75-80 (2002)
• [文献書誌] Y.Funato, K.Akaishi, Y.Kubota, M.Mushiaki, T.Hosokawa: "Spectroscopic and QMS Studies of DC-Glow Discharge with Reactive Cathode in N2/O2 Mixtures"Proc.Int.Symposium on Plasma Chemistry, July 9-13, 2001, Orleans. Vol.III. 925-929 (2001)
• [文献書誌] K.Akaishi, M.Nakasuga, Y.Funato: "True and measured outgassing rates of a vacuum chamber with a reversibly adsorbed phase"J.of Vacuum Science & Technonogy A. Vol.19,No.1. 365-371 (2001)
• [文献書誌] Tatsuzo Hosokawa, Kazuhiro Goto, Mikio Ohuchi, Kensuke Ichinose, Yasuyuki Funato, Teruo Kaneda: "Prebreakdown Phenomena and Formation Processes of Low-Pressure Glow Discharges in Ar, Ar/N_2 and Ar/O_2 Mixtures"Jpn.J.Appl.Phys. Vol.40,Pt.1,No.11. 6600-6606 (2001)