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ナノ構造材料創製のための反応性熱プラズマのモデリング

用于创建纳米结构材料的反应热等离子体建模

基本信息

批准号：
05F05423
负责人：
渡辺隆行
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

反応性高周波熱プラズマや反応性多相アークの化学的非平衡プロセスを考慮した2温度モデル(電子と重粒子の温度が異なるモデル)による数値解析,および反応性熱プラズマを利用したナノ粒子、ナノチューブ、およびガラス粒子の生成過程のモデリングを開発することを研究目的とした研究を行い、以下の結果を得た。熱プラズマの非平衡モデルのための準安定種生成機構の解明として、熱プラズマ中の反応性ガスの解離・再結合、電離・再結合等のプロセスの非平衡性を考慮した新しいモデリングを開発すした。従来、熱プラズマは熱平衡として扱われてきたが,反応性ガスの解離・再結合,電離・再結合反応,および準安定種の生成などは非平衡として扱うことが適切である。非平衡モデルを構築するために,活性種が関与する反応速度のデータを取りまとめ,輸送係数や熱物性値の推算方法を確立した。従来の推算方法よりも高度な近似方法によってパソコンで物性値を推算できる手法を開発した。熱プラズマ中のナノ粒子生成モデルの数値解析として、プラズマ中に供給した原料の加熱・蒸発過程,さらに活性種が過飽和になった状態から均一核生成・不均一凝縮によって凝縮相への変化に関するモデリング、および生成した粒子の凝集過程や成長過程のモデリングを開発した。高周波熱プラズマを用いてソーダ石灰ガラス、無アルカリガラス粒子を合成し、実験結果と数値解析結果によって,ガラス粒子の組成や粒径を制御する手法を開発した。数値解析では,プラズマ中に供給したガラス原料の加熱・蒸発過程,続いて,活性種が過飽和になった状態から均一核生成・不均一凝縮によって凝縮相への変化に関するモデリング,および生成したガラス粒子の凝集過程や成長過程のモデリングを完成した。

Reactive High Frequency Thermal Wave Heat Reactive Multi-Phase Chemical Non-Equilibrium Pulse Consideration 2 Temperature モデル (electron and heavy particle temperature がdifferent なるモデル) による numerical value analysis, および inverse The heat-resistant プラズマを was generated using したナノ particles, ナノチューブ, and およびガラス particles. The purpose of the research was to conduct the research, and the following results were obtained.热プラズマの non-equilibrium モデルのためのquasi-stable species generation mechanism の解明として, 热プラズマ中の Reflection ガスのDissociation, recombination, ionization, recombination and other non-equilibrium properties are considered.従来、热プラズマは热equilibrium として扱われてきたが, reactive ガスの dissociation・recombination, electricity Separation and recombination reaction, およびquasi-stable kind of generation などは non-balanced として扱うことがappropriate である. The non-equilibrium material is constructed using a non-equilibrium material, the active species is related to the reaction speed of the material and the reaction speed is determined, and the transport coefficient is calculated based on the thermophysical properties. The method of calculation is the approximate method of height and the physical properties of the material. The method of calculation is the method of calculation. Hot プラズマ中のナノParticle generation モデルのnumber value analysis として, プラズマ中にThe heating and steaming process of supplying raw materials, the active species and the supersaturated stateらHomogeneous nucleation and non-uniform condensation , および generates した particles, agglomeration process and growth process のモデリングを开発した. High-frequency thermal プラズマを is synthesized from いてソーダ lime ガラス, non-アルカリガラス particle を, 実験The result is a numerical value analysis result, the composition of the particle size, the particle size control method, and the opening method. Numerical value analysis, heating and steaming process of supplying raw materials in the プラズマ中に, 続いて, active species, supersaturated state, uniform core generation and unevenness一condensed phase への変化に关するモデリング,およびgenerated The agglomeration process and growth process of したガラス particles are completed.

项目成果

期刊论文数量（12）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

A Multi-Phase AC Arc discharge and Its application for In-Flight Glass Melting

多相交流电弧放电及其在飞行玻璃熔化中的应用

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
Chemical Engineering Journals accepted
影响因子：
0
作者：
Yaochun Yao;et. al.
通讯作者：
et. al.

Effects of Feed Rate and Particle Size on the In-Flight Melting Behavior of Granulated Powders in Induction Thermal Plasmas

进料速率和粒度对感应热等离子体中粒状粉末飞行熔化行为的影响

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
Md. Mofazzal Hossain;et. al.
通讯作者：
et. al.

Kinetic Modeling of Ar-O_2 Thermal Plasma Including Metastable and Resonant States of Atoms and Molecules

Ar-O_2热等离子体的动力学模拟，包括原子和分子的亚稳态和共振态

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
IEEE Conference Record : 2006 IEEE International Conference on Plasma Science
影响因子：
0
作者：
Md.Nofazzal Hossain;Yasunori Tanaki;Takayuki Watanabe
通讯作者：
Takayuki Watanabe

In-Flight Melting of Granulated Powders in Thermal Plasmas for Glass Production

用于玻璃生产的热等离子体中粒状粉末的飞行熔化