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実在表面の温度・ミクロ構造の熱ふく射スペクトル診断法の開発

真实表面温度和微观结构的热辐射光谱诊断方法的研制

基本信息

批准号：
17760165
负责人：
若林英信
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は,エンジニアリングフロセスの実環境下で時々刻々にも変化しつつある表面のミクロ構造を,非接触・実時間的・その場的に診断する新しい方法を開発することを目的とする.平成18年度は,前年度の研究成果を基礎にして,以下の2つの研究を行った.1.ふく射伝熱工学の分野において,固体の実在表面の熱ふく射スペクトル特性を研究してきた.その実在表面はあらく,表面被膜によって覆われている.その表面のミクロ状態は時間ともに変化することがある.あるいは工業的な表面加工プロセスにおいては,そのミクロ状態は積極的に変化させられる.その熱ふく射スペクトルは,そのミクロ状態の変化に敏感に応答する.ふく射伝熱工学の大部分の表面はふく射の不完全拡散反射性の表面であるので,その拡散反射性の表面の半球的な反射エネルギーのすべてを捉える半球反射率のスペクトルを測定できるのが望ましい.そこで,0.30〜11μmの93の近紫外〜赤外域の波長点の垂直入射半球反射率と2.0〜11μmの42の赤外域の波長点の垂直放射率のスペクトルを同時に4sごとにくり返し測定するスペクトル測定装置を開発した.垂直入射半球反射率や垂直放射率のスペクトルに酸化被膜の成長にともなう薄膜干渉による振動が明瞭に観測された.2.熱ふく射の放射と吸収に関するKirchhoffの法則は,熱ふく射のエネルギー平衡に関して演繹(deductive)的に導かれた法則である.そのKirchhoffの法則が,波の振幅のみならず位相で強く特徴づけられる電磁波の放射と吸収のスペクトルについて正当であるかについて,分光実験と電磁波動論に基づいて,考察した.また,熱ふく射の源である多数の双極子の放射する球面電磁波が放射源に近接する場で組織的に可干渉的である可能性について考察した.

This study はエンジニアリングフロセスの be で々 carved as 々にも variations change しつつある surface のミクロを structure, non-contact, be time, その field に diagnosis する new しい method を open 発することを purpose とする. は pp.47-53 18 year, before the annual の research based にをして, the following 2 つののを line った. 1. ふく shoot 伝 pyrology の eset において, solid の be in heat surface のふく shoot スペクトル features を research してきた. その be in surface はあらく, surface envelope によって fu われている. その surface のミクは time とロ state もに variations change することがある. あるいは industrial な surface processing プロセスにおいては, そのミクロ state は positive に variations change させられる. その hot ふく shoot スペクトルは, そのミクロ state の variations change に sensitive に応 answer する. ふく shoot 伝 pyrology の most の surface はふく shoot の incomplete company, scattered の reflective surface であるので, その company, scattered の reflective surface の hemisphere な reflection エネルギーのすべてを catch える hemisphere reflectivity のスペクトルを determination できるのが hope ましい. そこで, 0.30 ~ 11 microns の 93 の nearly vertical incident wavelength ultraviolet ~ red outland の point の hemisphere reflectivity と 2.0 ~ 11 microns の 42 の red outland の wavelength points の vertical emission rate のスペクトルをに 4 s at the same time ごとにくり return し determination するスペクトル measurement device を open 発した. Vertical incidence hemisphere reflectivity や vertical emissivity のスペクトルのに acidification capsule growth にともなう dry film involved による vibration が clear に観 measuring された. 2. Radiation と収 absorption heat ふく shoot のに masato する Kirchhoff law of のは, hot ふく shoot のエネルギー balance に masato して deduce (deductive) に guide かれた law である. その Kirchhoff law of のが, wave amplitude ののみならず phase strong でく te 徴づけられるの electromagnetic wave radiation と収 absorption のスペクトルについて as であるかについて, spectral be 験と electromagnetic wave theory に base づいて, examine した. また, hot ふく shoot の source である most の dipole の radiation する spherical wave が source に nearly meet する field で organization に can do involved である possibility について investigation した.