熱プラズマプロセスによる超微粒子生成とニューセラミックス

通过热等离子体工艺产生超细颗粒和新型陶瓷

• 批准号: 04203224
• 负责人: 福政 修
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04203224/
• 关键词: プラズマジェット; 減圧熱プラズマプロセス; 超微粒子生成; 高温熱電材料; β-アルミナ; スプレーコーティング; 微粒子プラズマ

本研究では,私どもが独自に開発した強制伸長拘東型プラズマジェット発生器を用いたプロセシング装置を試作し,これを高温熱電材料の開発に応用するための基礎的検討を行った。以下に結果を要約する。(1)大容量微粒子プラズマの精密制御法の確立(1)減圧プロセスではプラズマからの熱伝達量は減少するが,フィードリング長,材料送給量,ジェットパワーを最適化することにより反応速度を大気圧下と殆ど同じで高い状態に維持て来る。(2)減圧下ではプラズマジェットは膨張し形状が大きくなり,それに伴って,高温領域も拡大する。従って,減圧により反応速度を高い状態に維持したままでプロセスの大容量化が可能である。(2)β及びβ^<''>アルミナ,B^4C,S^iC等の超微粒子の高効率生成(1)減圧プロセス(100Torr以下)で高融点材料(Al^2O^3,T^iC,Z^rC)の超微粒子生成(粒径0.1um以下)が可能である。しかも,注入材料の粒径分布や送給量を最適化することで,殆どの生成粒子が球状となる微粒子生成が実現出来る。(2)炭酸ナトリウム(Na^2CO^3)とα-アルミナ(α-Al^2O^3)の混合粉末をプロセス材料として用い、β-アルミナ(β-Al^2O^3:アルカリ金属熱電発電AMTEC用の電極材料)の合成に成功した。生成物の測定にはSEMおよびX線回折を用いている。容器圧力Pはプラズマから材料粒子への熱伝達量の制御パラメータともなっており,今後はβ-Al^2O^3合成に対する材料混合比(Na^2CO^3とα-Al^2O^3の割合),基板位置,P等の最適化を目指し,熱電材料の高効率生成法を確立する。

In this study, the authors developed a novel device for the development of high temperature thermoelectric materials. The following is an offer. (1)The establishment of precision control method for high volume micro-particles:(1) Reduce pressure, reduce heat transfer amount, optimize material transfer amount, optimize reaction speed under high pressure and maintain high temperature state. (2)Under reduced pressure, the expansion shape is large, and the temperature field is large. In addition, it is possible to maintain the high speed of pressure reduction and increase the capacity of the equipment. (2)High efficiency generation of ultrafine particles such as β and β^<'> α, B^4C, S ^iC, etc.(1) Ultrafine particle generation (particle size 0.1 um or less) of high melting point materials (Al^2O^3, T ^iC, Z ^rC) is possible under reduced pressure (100Torr or less). The particle size distribution and delivery amount of the implanted material are optimized, and the particles generated are spherical and microscopic particles are generated. (2)The synthesis of mixed powders of carbonic acid (Na2CO3) and α-Al2O3 as electrode materials for thermoelectric AMTEC was successfully carried out. The determination of the product is carried out by SEM and X-ray reflection. In the future, the optimization of material mixing ratio (Na^2CO^3 and α-Al^2O^3), substrate position,P, etc. in the synthesis of β-Al^2O^3, and the establishment of high efficiency generation method for thermoelectric materials will be discussed.

项目成果

福政 修: "熱プラズマプロセスによるβ-アルミナ合成" 山口大学工学部研究報告. 44. (1993)

Osamu Fukumasa：“通过热等离子体法合成β-氧化铝”山口大学工学部研究报告44。（1993）