| 研究課題/領域番号 |
19K03808
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
田中 学 九州大学, 工学研究院, 准教授 (10707152)
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| 研究分担者 |
渡辺 隆行 九州大学, 工学研究院, 教授 (40191770)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 熱プラズマ / 交流アーク / ダイオード整流 / プラズマジェット / 表面処理 / 酸素欠損型金属酸化物 / 変動現象 / 高速度カメラ |
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| 研究実績の概要 |
ダイオード整流を用いた多電極交流アークを発生させることで，革新的な長尺熱プラズマ場を構築することに成功した．これにより，これまで点熱源（0次元）として考えられてきた熱プラズマを，1次元熱源として発生させるという革新的な成果が得られた．
サブテーマ（1. 構築）では，交流，陰極，反転交流，陽極という4本の電極の組み合わせを一区画とし，ダイオード整流する新規な熱プラズマ源を開発した．本研究では，電極二区画分からなる平板熱プラズマ源を構築した．サブテーマ（2. 計測）において，二台の高速度カメラとオシロスコープを同期した高速度イメージングを行うことで，平板プラズマジェット流の変動現象と，それに対応する電流・電圧変動を明らかにした．また，プラズマの均一性に関する評価指標の開発を行い，プラズマ操作条件と均一性との相関情報を取得するに至った．
サブテーマ（3. 応用）では，革新的な1次元的熱プラズマ源を用いた高速表面処理の構築を目指した．特に今回，金属酸化物の水素還元による機能性酸素欠損型金属酸化物の創製プロセスに焦点を当てた．ダイオード整流型多電極交流アーク源を雰囲気制御チャンバー内で発生させ，水素プラズマを発生させることで，酸化タングステンや酸化チタンの酸素欠損型機能性材料が生成することが見出された．
以上より，本研究で開発した新規な熱プラズマ源を用いることで，各種高速大面積処理プロセスの構築が可能となることが示唆される．
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