報告書番号

W99028

タイトル（和文）

移行形アークプラズマを用いたセラミックス超微粒子の試作 - －プラズマ中の原材料の全量蒸発条件－-

タイトル（英文）

Formation of ceramics ultra fine particle by transferred type arc plasma - Conditions of whole-vaporization of raw material in arc plasma -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

反応吸収剤や触媒，センサー，焼結部材，高温用電気絶縁材料などの電力用機器において，原材料を超微粒子化することにより機器の性能向上が期待できる。しかし，課題として，超微粒子の生産性が低いために製造コストが極めて高いことが挙げられる。これを解決するためには，大容量化が容易で超微粒子の大量製造が期待できる移行形プラズマを用いたプロセスが考えられる。今回，用途が幅広く代表的なセラミックスであるAl2O3の超微粒子を試作するために，移行形プラズマ（１気圧，プラズマガス：アルゴン）中に原材料（Al2O3粒，15μm）を注入した。プラズマの温度およびAl2O3粒の流速を実測するとともに，プラズマ中のAl2O3粒の溶融・蒸発挙動の簡易計算を行った。その結果，アーク電流を100Aから200Aへ大きくして高温領域（＞10,000K）を径方向に４倍程度に拡大し，かつ，プラズマ長を150～200mm程度に軸方向に長くして滞留時間を2ms以上確保すれば，プラズマに注入したAl2O3粒は全量蒸発して，平均粒径50nm程度の超微粒子を合成できることを明らかにした。

概要 （英文）

Catalyst, sensor, sinter and electric insulator under high temperature could have more high performance if ultra fine particles were used as its materials. However, production of ultra fine particle is so low that the cost of ultra fine particle is very expensive. Transferred type arc plasma has an advantage that it is easy to upgrade of plasma power, therefore, it has a potential that the production cost could be decreased. This report describes that formation of Al2O3 ultra fine particle from Al2O3 bulk by transferred type arc plasma(plasma gas：Ar). Vaporization conditions of all Al2O3 bulk injected into transferred type arc plasma were clarified experimentally and calculatively. The obtained conditions are as follows. By Setting arc current 200A and plasma length 100mm, area of high temperature zone (>10,000K) increased to about 12mm, and running time through arc plasma was ensured over 2ms.

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