| 研究概要 |
16.1 各種高分子パウダ供給時の熱プラズマ安定点弧実験
高分子パウダをAr誘導熱プラズマに供給する実験を行い,その影響を検討した。誘導熱プラズマの発生には現有設備の200kW-ICP装置を用いた。高分子パウダを熱プラズマに供給すると,パウダのアブレーションにエネルギーが吸収されるため,誘導熱プラズマが不安定になり,場合によっては消弧する。前年度までに,誘導熱プラズマにCO_2+H_2などのガスの投入実験を行ってきており,誘導熱プラズマ安定限界のパウダ供給量を各材料に対して概略得ている。圧力を大気圧として,Ar誘導熱プラズマを50kWで安定維持した。そこに数g/minの割合でPTFEおよびPOM, PMMAの高分子材料の投入に成功し,プラズマも比較的安定維持できることを確認した。
16.2 スペクトル観測による誘導熱プラズマ内部診断
Ar誘導熱プラズマに,各種高分子材料パウダを混入した場合,熱プラズマがどのような影響を受けているのかを知るために,分光マルチチャンネルディテクタによりArスペクトルの観測を行った。スペクトル観測の波長域は可視光領域とした。その結果,パウダを供給することで,Arスペクトルの放射強度は著しく低下した。この放射強度の低下は,これまで筆者らがガス投入の際に得ている熱プラズマ冷却効果を示すものである。このことから,高分子材料投入による熱プラズマ冷却効果を確認できた。
16.3 高分子材料投入時におけるArICPからのCおよびC_2スペクトル放射分布変化の測定
投入する高分子材料にはC原子が含まれている。そこで今度は,高分子を投入した瞬間の熱プラズマ挙動からのC原子スペクトル強度の分布の過渡変化を分光観測した。これにより,各種プラスチック材料の混入率分布を熱平衡状態を仮定すると決定することができることを確認できた。また,C_2分子スペクトルも確認でき,これからC_2振動温度,回転温度を算出できるも確認できた。
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