Study on microwave-induced non-equilibrium chemical reaction by complex permittivity analysis

复介电常数分析微波诱导非平衡化学反应研究

• 批准号: 21K04781
• 负责人: 藤井 知
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04781/
• 关键词: マイクロ波化学; 複素誘電率; 空洞共振器法; 金属プラズマ

マイクロ波照射下における固体触媒の電場・温度依存の複素誘電率測定が出来る装置について研究を行っている。これまでの結果、効率よくマイクロ波キャビティ内に効率よくマイクロ波を伝送することが出来るアンテナとキャビティ（TM010やTM110モード）の設計と設計を行い、50Ωに近いインピーダンスを実現することができた。これらの成果を元に、TM010モードキャビティでは、アンテナ導入とカップリングを調整することにより凡そ10000くらいのキャビティが実現することを示せた。この値は複素誘電率測定として十分な性能である。複素誘電率の温度依存性は、当初、ランプ加熱を想定していた。実施検討した結果、やはり、キャビティも加熱されてしまい、キャビティの熱膨張によるQ値変動が生じることや500℃以上の高温には出来ないことが判明した。そこで、CO2レーザを材料の加熱として導入し、さらに、複素誘電率やマイクロ波加熱が同時に出来るような装置の構築を行った。これにより、必ずしもマイクロ波加熱されない材料の誘電率温度依存を測定可能となった。現在、固体触媒や半導体材料の誘電率変化などを測定を実施している。また、効率的なTM110モードの高磁場キャビティを実現することができたことから、金属をロッドを加熱することができ、さらに、真空中では固体から直接プラズマが発生することを発見した。この現象は全く新しいプラズマ発生方法であり、新しい材料プロセスについて提案することができた。今後、全く新しいプラズマプロセスへと発展させる可能性を見出した。

マ イ ク ロ wave beams に お け る solid catalyst の electric field, the temperature dependent の complex element induced electric rate determination が out る device に つ い を line っ て research て い る. こ れ ま で の results, the working rate よ く マ イ ク ロ wave キ ャ ビ テ ィ に within working rate よ く マ イ ク ロ wave を 伝 send す る こ と が out る ア ン テ ナ と キ ャ ビ テ ィ (TM010 や TM110 モ ー ド) の design と を い, 50 Ω に nearly い イ ン ピ ー ダ ン ス を be presently す る こ と が で き た. こ れ ら の results を yuan に, TM010 モ ー ド キ ャ ビ テ ィ で は, ア ン テ ナ import と カ ッ プ リ ン グ を adjustment す る こ と に よ り そ 10000 く ら い の キ ャ ビ テ ィ が be presently す る こ と を shown せ た. <s:1> <s:1> value と complex inductance rate determination と て very な performance である. Compound inductance rate <s:1> temperature dependence, initial, ラ プ プ プ heating を determination <s:1> て た た た. Be applied 検 please し た results, や は り, キ ャ ビ テ ィ も heating さ れ て し ま い, キ ャ ビ テ ィ の thermal expansion に よ る Q numerical dynamic が - born じ る こ と や temperature above 500 ℃ の に は out な い こ と が.at し た. そ こ で, CO2 レ ー ザ を material の heating と し て import し, さ ら に や, complex element induced electric rate マ イ ク ロ wave heating が に out at the same time る よ う な device の line build を っ た. The determination of the temperature dependence of the heat inductance of <s:1> れによ れによ, the determination of the heat inductance of the されな れによ material may となった. Now, the determination of the variation of the inductance rate of solid catalyst や semiconductor materials な <s:1> を を application of を て る る る る る. ま た, sharper rate な TM110 モ ー ド の high magnetic field キ ャ ビ テ ィ を be presently す る こ と が で き た こ と か ら, metal を ロ ッ ド を heating す る こ と が で き, さ ら に, vacuum で は solid か ら directly プ ラ ズ マ が 発 raw す る こ と を 発 see し た. <s:1> the phenomenon of く all く new <s:1> プラズ the method of occurrence of プラズ the materials of new <s:1> プロセスに プロセスに て て the proposal of て する とがで た た た た. In the future, the possibility of the development of all く new <s:1> プラズ プロセスへと プロセスへと プロセスへと プロセスへと プロセスへと させる will be seen in を た た.

项目成果

Study on novel metal smelting process by microwave irradiation

微波辐照金属冶炼新型工艺研究

• 发表时间: 2021
• 作者: Satoshi Fujii;Shuntaro Tsubaki;Jun Fukushima;Hirotsugu Takizawa;Yuji Wada
• 通讯作者: Yuji Wada

TM110モード共振器を用いたMgプラズマ発生

使用 TM110 模式谐振器产生 Mg 等离子体

• 发表时间: 2022
• 作者: 藤井 知 ; 福島潤
• 通讯作者: 福島潤

反応装置及び酸化物試料の還元物の製造方法

用于生产氧化物样品的还原产物的反应器和方法

• 发表时间: 2022

マイクロ波照射による金属酸化物の還元

微波辐射还原金属氧化物

• 发表时间: 2022
• 期刊: 金属
• 作者: 藤井知;椿俊太郎;和田雄二;福島潤;滝澤博胤
• 通讯作者: 滝澤博胤

Metal ion plasma generation under strong magnetic field in microwave resonator

微波谐振腔强磁场下金属离子等离子体的产生

• DOI: 10.1063/5.0134071
• 发表时间: 2023
• 期刊: AIP Advances
• 影响因子: 1.6
• 作者: Fujii Satoshi;Fukushima Jun
• 通讯作者: Fukushima Jun