Development of high precision nano-particle jet deposition device and studies on deposition dynamics

高精度纳米粒子射流沉积装置研制及沉积动力学研究

• 批准号: 18360064
• 负责人: KURIYAGAWA Tsunemoto
• 金额: $ 10.42万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18360064/
• 关键词: Powder Jet Deposition; Nano particle; Molecular Dynamics; Flow Dynamics; PJD; 厚膜; 付着現象ダイナミクス; 大規模分子動力学法; 精密分散; 精密分級; 精密噴射

In this study, accelerated ceramics particle, whose diameter is between several ten and several hundreds nano-meter order, is sprayed to the workpiece on purpose to create film. This film creation method is called nano-particle jet deposition (PJD). gas-particle flow adjacent to the workpiece is measured by the PIV and deposition dynamics is estimated utilizing the FEM and MD simulation. Conclusions of this research is as follow.・Flow rate of particle sprayed by the PJD device can be controlled between 200~310m/s. In the case the flow rate is 200~275m/s, alumina particles (diameter: 2μm) remove the soda glass.・It is found that there is transition condition from deposition to removal. And each size of particle has the different transition condition.・When the particles hit the workpiece, particles are fractured.・MD simulation indicate that the optimum flow rate is 205~275m/s.

在本研究中，加速陶瓷粒子，其直径在几十到几百纳米之间的数量级，被喷射到工件上的目的，以创建膜。这种薄膜形成方法被称为纳米颗粒喷射沉积（PJD）。通过PIV测量工件附近的气体-颗粒流，并利用FEM和MD模拟来估计沉积动力学。本研究的结论如下：·PJD装置喷射的颗粒流速可控制在200~ 310 m/s之间。在流速为200~ 275 m/s的情况下，氧化铝颗粒（直径：2μm）去除钠玻璃。·研究发现，从沉积到去除存在一个过渡条件。并且不同尺寸的颗粒具有不同的过渡条件。·当颗粒撞击工件时，颗粒会破碎。·MD模拟结果表明，最佳流速为205~ 275 m/s。

项目成果

Electrostatic Control of Micro-Nano Particle-Laden Supersonic Jet Impinging onto Substrate with Cavity in a Micro-space

微空间内载有微纳颗粒的超音速射流撞击带腔基底的静电控制

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proc. of Sixth International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2006), October 26-27, 2006, Chofu, Tokyo, Japan
• 作者: Hidemasa Takana;et al.
• 通讯作者: et al.

平滑化粒子法(SPH)による微粒子衝突現象の解析-パウダージェットデポジション法によるセラミックス膜創成に関する研究-

使用平滑粒子法（SPH）分析粒子碰撞现象 - 使用粉末喷射沉积法形成陶瓷膜的研究 -

• 发表时间: 2007
• 作者: 森本國文;乾正知;森西洋平;水谷公一
• 通讯作者: 水谷公一

Creating a Hydroxyapatite Film on Human Enamel by Powder Jet Deposition Technique

通过粉末喷射沉积技术在人体牙釉质上形成羟基磷灰石薄膜

• 发表时间: 2007
• 期刊: Advances in Abrasive Technology X
• 作者: Noji M;M. S. Sepasy;Shibuya T;Yosihara N;Kuriyagawa T;Sasaki K;Suzuki T.
• 通讯作者: Suzuki T.

目標物に対する膜の形成方法及び装置

在目标物体上形成薄膜的方法和装置

• 发表时间: 2007

Development of double nozzle type powder jet deposition device - Study on powder jet deposition -

双喷嘴式喷粉沉积装置的研制 - 喷粉沉积研究 -

• 发表时间: 2007
• 期刊: Proceedings of the International Symposium on Advances in Abrasive Technology (IN PRESS)
• 作者: Toshihiko Shibuya;et al.
• 通讯作者: et al.