超高速分光計測を用いた酸化膜除去過程の解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23560341
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電力工学・電力変換・電気機器
• 研究機関: 東京都市大学
• 研究代表者: 岩尾 徹 東京都市大学, 工学部, 准教授 (80386359)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 真空アーク / 陰極点 / 超高速分光計測 / 蒸発除去 / 表面クリーニング / 伝熱シミュレーション / 滞在時間 / 移動軌跡

研究概要

本研究代表者が独自に開発したビームスプリッターとバンドパスフィルタを用いた２次元の計測が可能な超高速分光計測システム，並びに，PIPアルゴリズムを用いて，真空アーク陰極点の酸化膜除去過程の解明を行った。真空アーク陰極点の除去過程を解明することによって，本研究から真空アーク陰極点による超高速酸化膜除去手法の開発の知見を得ることができる。結果として，酸化膜蒸発除去には，酸化膜を蒸発除去させるための時間が必要であり，この時間は，酸化膜やバルクの比熱や熱伝導率に依存すること，つまり，アークの維持や移動には，滞在時間（体積除去速度や移動速度）の最適値による蒸発量の制御が必要となることがわかった。

研究成果

• [学会発表] Mean Number of Vacuum Arc Cathode Spot Mixed with Vapor on Oxide Layer and Metal Surface Affected by Oxide Layer Thickness (2014)
  • 著者名/発表者名: Toru Iwao, Shinji Yamamoto, Motoshige Yumoto
  • 学会等名: Annual Meeting of Institute of Applied Plasma Science
  • 発表場所: (査読無, Vol.23, 2014, pp.111-112)
  • 年月日: 20140000
• [学会発表] Voltage and Spectrum at Oxide Layer Removal Process in Vacuum Arc Cathode Spot (2014)
  • 著者名/発表者名: Keita Ogura, Toru Iwao, Motoshige Yumoto
  • 学会等名: Annual Meeting of Institute of Applied Plasma Science
  • 発表場所: (査読無, Vol.23, 2014, p.76)
  • 年月日: 20140000
• [学会発表] 真空アーク陰極点の酸化膜除去時におけるO Iスペクトルと面積除去速度 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岩尾徹, 山本真司, 湯本雅恵
  • 学会等名: 電気学会全国大会
  • 発表場所: (査読無, CD-ROM, 2013, 78)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] Removal and Split Movement with Oxygen Spectrum of Cathode Spot of Vacuum Arc with Vapor from Oxide Layer (2013)
  • 著者名/発表者名: Toru Iwao, Shinji Yamamoto, Motoshige Yumoto
  • 学会等名: IEEE Pulsed Power and Plasma Science Conference
  • 発表場所: (査読無, 2013, 1401)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] 酸化膜厚さ変化時における真空アーク陰極点への酸化膜蒸気混入が及ぼす酸化膜除去過程の変化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山本真司, 光安枝里子, 岩尾徹, 湯本雅恵
  • 学会等名: 電気学会電力・エネルギー部門大会
  • 発表場所: (査読無, CD-ROM, 2013, pp.27-32)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] Split Frequency of Vacuum Arc Cathode Spot with Changing Current (2013)
  • 著者名/発表者名: Shinji Ymamoto,Toru Iwao,Motoshige Yumoto
  • 学会等名: 電気学会放電・静止器・開閉保護合同研究会
  • 発表場所: (査読無, ED-13-84, SA-13-57, SP-13-29, 2013, pp.97-100)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] Moving Speed of Vacuum Arc Cathode Spot Mixed with Vapor from Oxide Layer and Metal Surface Affected by Oxide Layer Thickness (2013)
  • 著者名/発表者名: Shinji Ymamoto,Toru Iwao,Motoshige Yumoto
  • 学会等名: International Symposium on Plasma Chemistry 21
  • 発表場所: (査読無, 2013, 476)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] Split and Removal Process of Vacuum Arc Cathode Spot with Vapor from Oxide Layer with Changing Current (2013)
  • 著者名/発表者名: Shinji Yamamoto, Toru Iwao, Motoshige Yumoto
  • 学会等名: the 9th International Symposium on Applied Plasma Science
  • 発表場所: (査読無, 2013, P-I-7)
  • 年月日: 20130000
• [学会発表] Removal Process of Oxide Layer for Cathode Spot Existence in Vacuum Arc (2012)
  • 著者名/発表者名: Naoko OGURA, Yosuke NISHI, Yuki SAITO, Toru IWAO, Motoshige YUMOTO
  • 学会等名: The Fifth International Workshop on Plasma Application and Hybrid Functionally Materials
  • 発表場所: (査読無, Vol.21, 2012, p.69)
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] Time Variation of Spectrum Emitted from Constant Arc (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro SUZUKI, Yuki SAITO, Toru IWAO, Motoshige YUMOTO
  • 学会等名: The Fifth International Workshop on Plasma Application and Hybrid Functionally Materials
  • 発表場所: (査読無, Vol.21, 2012, p.60)
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] パルス電流の増加率が及ぼすアーク温度の時間変化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木祥浩, 岩尾徹, 湯本雅恵
  • 学会等名: 電気学会全国大会
  • 発表場所: (査読無, CD-ROM, 2012, 107)
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] Cathode Spot Existence and Removal Process for movement of Vacuum Arc Affected by Oxide Layer Thickness (2012)
  • 著者名/発表者名: Toru Iwao, Naoko Ogura, Yosuke Minato, Motoshige Yumoto
  • 学会等名: The International Conference on Electrical Engineering 2012
  • 発表場所: (査読無, CD-ROM, 2012, pp.1490-1493)
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] Removal Process of Cathode Spot of Vacuum Arc with Vapor from Oxide Layer (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinji Yamamoto, Toru Iwao, Motoshige Yumoto
  • 学会等名: IWHV & JK2012 The 8th International Workshop on High Voltage Engineering and Japan-Korea Joint Symposium on Electrical Discharge
  • 発表場所: (査読無, ED-12-154, SP-12-080, HV-12-083, 2012, pp.135-138)
  • 年月日: 20120000
• [備考] 3/18発売のフジサンケイビジネスアイの「大学発次ぎのニッポン～日本を支える研究活動と技術開発～」に、「真空アーク陰極点を用いた酸化膜付金属表面の超高速処理手法の開発」と題した研究紹介が掲載された。