ナノ秒パルス電場効果を用いた新規金属-セラミックス低温接合手法の開拓と実証

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本研究の最終目的は，高電圧ナノ秒パルス電場でどのような材料科学的・化学的な現象が発生しているかを解明することである。焼結技術には電場を用いて焼結する電場支援焼結技術がある。電場支援焼結技術にはフラッシュイベントと呼ばれる現象が発現するのをフラッシュ焼結と呼んでおり、フラッシュイベントが発生しない場合は電場支援焼結技術としている。フラッシュイベントとは急激に電流が上昇することである（スパイク現象）。フラッシュ焼結の特徴としては従来焼結温度の半分、焼結時間が数十秒程度で焼結が可能である。主に熱的効果である電流起因による熱暴走いわば抵抗加熱である。故に本研究では、電圧起因による非熱的効果を確認するために、本年度において、高電圧・低電流による低い電力量の独自ナノ秒パルス電源の製作を目的として、製作を実施した。成果としては、1パルス当たりの電力量を微少量のナノ秒パルス電源の構成に成功した。具体的には1パルス当たりの電力量をミリJオーダーでの出力を確立し、当初の予定より更に低い電力量の独自ナノ秒パルス電源の構成に成功した。独自ナノ秒パルス電源を比較するために焼結が完了した焼結体に対して、電圧実効値Vrmsを用いて直流/交流並びにナノ秒パルス電場での適用電場を算出して実験条件を選定して、電場を印加した。取得した波形を比較するとナノ秒パルス電場と直流/交流とは異なる傾向を確認した。よって、直流/交流とは異なるナノ秒パルス電場の効果が印加実験により示唆された。