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

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。

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。