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マイクロ波・結晶・光の3ベクトル場相関を用いた電磁波非平衡加熱プロセスの解析

利用微波、晶体、光三矢量场相关分析电磁非平衡加热过程

基本信息

批准号：
19033005
负责人：
芦田淳
金额：
$ 9.28万
依托单位：
Osaka Prefecture 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：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

マイクロ波による水分子の加熱はよく知られているが、固体加熱については注目されてこなかった。しかし近年、誘電体や磁性体、さらには金属がマイクロ波加熱され、その多くが誘電損やジュール損では説明不可能な昇温過程を示すことが見出された。本研究ではマイクロ波照射下の固体の格子振動を直接観測することでその昇温メカニズム解明の手掛かりを得ることをめざした。格子振動を評価する手段としてレーザーラマン分光法を用い、単一モードマイクロ波の電界振幅最大位置で分光測定が出来るシステムを構築した。試料にはZnOセラミックスを用い、赤外線放射温度計により温度を測定した。また比較対象としてヒーターによる通常加熱下でもラマン測定を行った。まずラマンピーク波数の温度依存性を評価したところ、E1, E2両振動モードともに明確な温度依存性を示したが、通常加熱とマイクロ波加熱の間には全く差は無かった。すなわち格子振動の緩和状態は加熱法によらず温度にのみ依存する。またE2モードのラマンピークの半値全福は温度にのみ依存し、加熱方法による違いは見られなかった。これに対してE1モードのラマンスペクトル半値幅は、その温度依存性が通常加熱とマイクロ波加熱で大きく異なっていることを見出した。マイクロ波加熱の場合は通常加熱よりも昇温による半値幅の増大が小さく、またその差は温度が高いほど顕著である。E2モードは隣接する正負イオンが同方向に変位するのに対し、E1モードでは全ての正イオンと負イオンがそれぞれ集団で逆方向に変位する。E1モードの場合のみ振動周期の分散が抑制されていることから、このモードが強制励振されていることが考えられる。即ちマイクロ波加熱においては全ての格子振動が一様かつランダムに励振されるのではなく、マイクロ波の電界によって直接的に励振可能なモードがまず強制励振され、そのフォノンが散乱されて他のモードを振動し、結果昇温に至っているものと考えられる。

The heat of water molecules is not known, and the heat of solids is not noticed. In recent years, electric and magnetic materials, such as metals, heat waves, and so on, have been shown to be impossible to heat up. In this study, the lattice vibration of solids under the irradiation of microwave was measured directly. The method of lattice vibration evaluation is used to measure the maximum position of the electric field amplitude of the lattice vibration. The sample temperature was measured using an infrared radiation thermometer. The heat is usually applied to the skin. The temperature dependence of the number of vibration waves is evaluated, and the temperature dependence of the vibration waves is clearly indicated. The relaxation state of the lattice vibration depends on the temperature of the heating method. E2: The temperature of the heating medium depends on the heating method. The temperature dependence of the temperature of the heating medium is shown in the table below. In the case of wave heating, the temperature is usually increased, the amplitude is increased, the temperature is increased, and the temperature is increased. E2 is adjacent to the negative number, and E1 is adjacent to the positive number, and E2 is adjacent to the negative number, and E1 is adjacent to the negative number, and E2 is adjacent to the negative number, and E1 is adjacent to the negative number, and E2 is adjacent to the negative number, and E1 is adjacent to the negative number, and E2 is adjacent to E1. The dispersion of vibration period in E1 mode is suppressed, and the vibration period is forced. That is to say, when the heating wave is heated, the lattice vibration is completely excited, and the electric field of the heating wave is directly excited. The excitation vibration may be forced, and the vibration may be scattered. As a result, the temperature rises to the temperature.