レ-ザ-蒸発・擬縮機構による機能性粒子の作製プロセス

利用激光蒸发/赝凝聚机制制备功能粒子的过程

• 批准号: 03205059
• 负责人: 外山 茂樹
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Nagoya 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: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03205059/
• 关键词: レ-ザ-加熱; 蒸発擬縮機構; 超微粒子; ブラウン擬集; 非定常熱伝導; 溶融蒸発

レ-ザ-蒸発・擬縮機構を利用した超微粒子生成装置を作成し,微粒子生成機構や試料の溶融・蒸発過程の解析およびその結果を基にしたプロセスの最適操作設計について検討し,以下の知見を得た。1.超微粒子の成長過程はブラウン擬集機構で表され,また生成粒子径も蒸発雰囲気の圧力によって容易に制御できることが確認された。生成微粒子の粒度分布は対数正規分布にほぼ従い,幾何標準偏差も1.3以下で比較的粒度のそろった球形微粒子が得られた。2.レ-ザ-パワ-の与え方などによる蒸発量の制御性をみる実験を行った。その結果,試料における溶融プ-ル生成後の蒸発速度はパワ-密度に依らず一定となることが判明した。また熱伝導度の異なる数種の試料充填容器を用いて外部へのエネルギ-消失速度と蒸発量の関係を実測し,試料有効熱伝導度との相関関係を得た。3.上記結果を基に試料内での伝熱と蒸発の現象を解析することを目的として,試料形態として固体と粉体を用いた場合分非定常熱解析を有限要素法を用いて行った。その結果,固体は高い熱伝導度のために熱の拡散が速く,溶融域形成までにはある程度の時間を要するが,粉体の場合には熱拡散率が固体の1%以下となり局所的な溶融が短時間で形成されることがシミュレ-トされ,実観察による結果ともよい一致を示した。また効率的に溶融域を形成するための,試料内部での温度勾配制御の必要性が各種条件下でのシミュレ-ションにより示された。4.粉体試料上部にレ-ザ-を照射した場合のエネルギ-吸収率は約3%であるが,試料形状を変化させてレ-ザ-を反復照射することにより約5%まで吸収率を向上させることが可能となった。

The following observations were obtained from the investigation of the optimum operation design of the ultra-fine particle generation device using the micro-evaporation mechanism and the analysis and results of the dissolution and evaporation process of the sample. 1. The growth process of ultrafine particles is easy to control due to the simulation mechanism, and the pressure of the generated particle path and vapor generation is easy to confirm. The particle size distribution of the generated particles is different from the normal distribution of the number, and the geometric standard deviation is less than 1.3. The particle size of the spherical particles is obtained. 2. As a result, the evaporation rate of the sample after melting is determined according to the density. The relationship between heat transfer and evaporation rate was measured for several kinds of sample filling containers, and the correlation between heat transfer and sample was obtained. 3. The above results show that the analysis of heat transfer and evaporation phenomena in the sample is based on the analysis of heat transfer and evaporation phenomena in the solid state. The results show that the thermal conductivity of solids is high, the heat dissipation rate is high, the time for the formation of melt domains is important, and the thermal dissipation rate of solids is less than 1% in the case of powders. The necessity of temperature control in the sample under various conditions is shown in the following paragraphs. 4. When the upper part of the powder sample is irradiated, the absorption rate is about 3%. When the sample shape is changed, the absorption rate is about 5%.

项目成果

外山 茂樹 編著: "機能性粉体" 信山社サイテック, 535 (1991)

富山茂树主编：《功能性粉末》Shinzansha Cytech，535（1991）