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プロセス下にある表面のミクロ性状の熱ふく射診断法

加工表面微观性能的热辐射诊断方法

基本信息

批准号：
15656057
负责人：
牧野俊郎
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

この研究課題は,工業装置の実環境下あるいは表面のミクロ加工プロセス下にあってそのミクロ構造を時々刻々にも変化しつつある固体の実在表面の温度・ミクロ構造(被膜の厚さや表面あらさ)を,熱ふく射スペクトルの測定を通じて非接触・実時間的に診断する新しいスペクトル診断法を提案し,その有効性を検証するものであり,熱工学の側からインプロセス表面診断法の進展に寄与するものである.この研究では,研究代表者・研究分担者らがさきに開発した近紫外〜赤外域のふく射の反射・放射スペクトルを2sのサイクル時間で測定する広波長域高速ふく射スペクトル測定装置をハードウェアの基礎とした.表面温度の診断では,ふく射の波長と方向についてKirchhoffの法則を厳密に考え,同時測定される反射・放射スペクトルを解析するアクティブな温度診断法を導入し,放射率などのふく射性質が未知で時々刻々にも変化する1000Kレベルの高温の実在表面の温度を,10K以内の不正確さをもって非接触・実時間診断することを可能にした.表面のミクロ構造の診断では,ふく射の薄膜干渉と表面散乱・回折に注目する電磁波動論とふく射伝熱学の診断アルゴリズ厶を提案して,成長しつつある表面被膜の厚さとあらさを非接触・実時間診断することを可能にした.高温大気酸化過程にある金属表面を対象とする検証実験では,この方法が0.1〜4μmの平均被膜厚さ,10〜700nmの平方根平均2乗あらさについて有効であることが例証された.この広い診断の大きさ領域は,広波長域スペクトル測定によって可能になったものである.

この research topic は, industrial device の be environment あるいは surface のミクロ processing プロセス under にあってそのミクロ々 carved in the を structure 々にも variations change しつつある solid の be on surface temperature のミクロ structure (capsule の thick さや surface あらさ) を, hot ふく shoot スペクトルの determination を tong じて non-contact, be time に diagnosis する new しいスペクトル diagnosis method proposed しを, その have sharper sex を検 card するものであり, pyrology の side からインプロセス surface diagnostics の progress に send するものである. この research では, study representatives · sharers らがさきに open 発した near ultraviolet ~ red outland のふく shoot の reflection, radiation スペクトルを 2 s のサイクル Determination of time でする hiroo high-speed wavelength domain ふく shoot スペクトル measurement device をハードウェアの based とした. Surface temperature の diagnosis では, ふく shoot の wavelength と direction について Kirchhoff law of のを厳 dense にえ, simultaneous determination される reflection, radiation スペクトルを parsing するアクティブな diagnosis method を import し temperature, emissivity などのふく lasing properties が unknown で々 carved 々にも variations change する 1000 k レベルの high-temperature の be at the table Surface <s:1> temperature を, <s:1> incorrect within 10K さをってって non-contact real-time diagnosis するたとをとを may ににた. Surface のミクロ tectonic の diagnosis では, ふく shoot の dry film involved と surface scattered, inflexion に attention する electromagnetic wave theory とふく shoot 伝 thermal の diagnosis アルゴリズ Si を proposal して, growth しつつある surface is thick film のさとあらさを non-contact, be time diagnosis することを may にした. High temperature and large 気 acidification process にある metal surface を like と seaborne する検 card be 験では, この way が 0.1 ~ 4 microns thick さの average capsule, 10 ~ 700 nm の average square root of 2 乗あらさについて have sharper であることが example された. この hiroo い diagnosis の big きはさ areas, hiroo wavelength domain スペクトル determination によって may になった Youdaoplaceholder0 である.