燃焼合成の燃焼波形成に要する着火エネルギの研究

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本研究では,燃焼合成の燃焼波に関わる現象の中でも燃焼波の形成(着火)に注目し,燃焼波形成のために外部から供給しなければならないエネルギを測定するとともに,この着火のためのエネルギが粒子の大きさ(初期粒径),複数元素の混合割合(混合比),最終生成物による希釈の度合い(希釈度),燃焼波到達直前の温度(初期温度),照射される面積などにいかなる依存性を示すかを実験的に明らかにすることを目的として研究を行ってきた.実験においては,試料であるチタニウム炭素混合粉末圧粉体の端面を,赤外線で加熱するということで外部からエネルギを供給し,燃焼波の形成を促すともに,加熱開始から燃焼波形成までの着火遅れ時間を測定するという実験方法を採用している.昨年度から引き続き,燃焼波の形成が可能な初期粒径,混合比,希釈度,照射面積の範囲を明確にするという実験を行ってきたが,本年度では特に熱流束を変化させた場合について,着火遅れ時間に及ぼす諸要因(初期粒径,混合比,希釈度,照射面積など)の影響を調べてきた.その結果,供給する熱流束を変化させると着火遅れ時間への影響は低熱流東側(2.5MW/m^2以下)で顕著で,加熱はされるものの着火という現象に到達しない限界(着火限界)が存在するということが明らかになった.一方,高熱流束側での着火遅れ時間への影響については,ほぼ線形であることも判明した.また,低熱流束の条件下では,初期粒径,混合比,希釈度,照射面積などの要因の影響がより顕著に表れ,着火可能な領域が狭くなることも明らかになった.また,熱流束と着火遅れ時間との積で着火エネルギを算出することの妥当性についても,他の着火方法により求められた着火エネルギと比較することにより,確認することができた.