気体流および液体流を用いた弱減圧マイクロ波プラズマ生成と応用

本年度は気体実験を可能とするプラズマ装置を立ち上げた．高速ガス流を形成するため，圧縮空気供給系を用いたガス導入系を用意し，ガス流路に狭隘部（断面積0.5mm2程度）を用意した。そのうえで、計測の手始めとして，これまでガス流体系での計測が行われていない圧力計測を行ったところ．流量の増加とともに放電ギャップ部の圧力が減少し、0.5気圧程度までの減圧化を実現できることが確認された。次にこの結果の確認を受けて，パルスマイクロ波を印加して放電をおこなったところ、プラズマの生成に成功した。さらにガス流量に対して放電開始電力を測定したところ、流量増加にともなって放電開始のマイクロ波電力がより低くできることも明らかとなり、弱減圧がプラズマ生成に対する効果を持っていることが確認された。また、放電開始電力の圧力依存性について、電磁界シミュレーションを援用しつつ理論的検討を行った。大気圧領域から0.5気圧程度の減圧領域においては、マイクロ波絶縁電界は圧力にほぼ比例することが理論的に知られており、電磁界シミュレーションにより投入マイクロ波電力における放電ギャップ内電界を評価したところ、およそ理論値に近い値となることが確認され、また放電開始電力の圧力依存性についても若干のくいちがいも見られるもののおよそ理論に近い依存性が確認された。さらに、予備実験であるが、プラズマ領域を通過したガス流を用いて樹脂（PET）の表面親水化特性も評価し、親水化処理が可能であることを実証できた。

本年度は気体実験を可能とするプラズマ装置を立ち上げた．高速ガス流を形成するため，圧縮空気供給系を用いたガス導入系を用意し，ガス流路に狭隘部（断面積0.5mm2程度）を用意した。そのうえで、計測の手始めとして，これまでガス流体系での計測が行われていない圧力計測を行ったところ．流量の増加とともに放電ギャップ部の圧力が減少し、0.5気圧程度までの減圧化を実現できることが確認された。次にこの結果の確認を受けて，パルスマイクロ波を印加して放電をおこなったところ、プラズマの生成に成功した。さらにガス流量に対して放電開始電力を測定したところ、流量増加にともなって放電開始のマイクロ波電力がより低くできることも明らかとなり、弱減圧がプラズマ生成に対する効果を持っていることが確認された。また、放電開始電力の圧力依存性について、電磁界シミュレーションを援用しつつ理論的検討を行った。大気圧領域から0.5気圧程度の減圧領域においては、マイクロ波絶縁電界は圧力にほぼ比例することが理論的に知られており、電磁界シミュレーションにより投入マイクロ波電力における放電ギャップ内電界を評価したところ、およそ理論値に近い値となることが確認され、また放電開始電力の圧力依存性についても若干のくいちがいも見られるもののおよそ理論に近い依存性が確認された。さらに、予備実験であるが、プラズマ領域を通過したガス流を用いて樹脂（PET）の表面親水化特性も評価し、親水化処理が可能であることを実証できた。