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論文

ナノ粒子塗布による粉塵付着防止

鈴木 道隆*; 吉川 真央*; 飯村 健次*; 佐藤根 大士*; 石井 克典

粉体工学会誌, 50(6), p.405 - 409, 2013/06

シリカのナノ粒子を含有した懸濁液に浸すか、又はスピンコート法(サンプルを高速回転させたときに発生する遠心力によりサンプル上に薄膜を形成する方法)を用いて、ガラス基板にシリカナノ粒子を塗布した。ガラス基板の表面が透明なナノ粒子の薄い層で覆われることにより、粉末付着を防止できることが実験的に確認された。粉末と基板の間に作用する付着力を遠心法により測定し、付着力と表面粗さの関係を実験及び理論の観点から検討した結果、付着力は表面粗さが増加するにつれて減少しており、ナノ粒子の塗布による基板表面の粗さのわずかな増加が、粉末付着を低減できる原因であることがわかった。ナノ粒子の塗布は、粉末付着を大変効果的に防ぐことができ、さまざまな分野への応用が期待される。

口頭

Measuring of capping phenomena in powder compaction process using X-ray computed tomography

鈴木 道隆*; 田中 豊*; 飯村 健次*; 佐藤根 大士*; 石井 克典

no journal, , 

キャッピングは、粉末成型用のピストンの底面に円錐状に粉末が付着する現象であり、粉末成型時の主要なトラブルの一つである。キャッピングがなぜ起こるか、どんな条件が関係しているかは、未だに明らかにされていない。そこでわれわれは、X線CTを用いて、紛体層の圧縮時に発生するキャッピング現象を観察した。実験には粒子径20-150ミクロンのアルミナ、及び本顆粒をふるい分けして粒度分布の幅を狭めたものを用いた。材料試験機を用いて紛体層を圧縮し、X線CTで得られた画像から、キャッピングの領域を検出し、キャッピングの深さを測定した。実験結果から、顆粒の粒度分布の幅が広い場合には、より小さなピストン変位でキャッピング現象が起こりやすいことが明らかになった。これは幅広い分布に含まれる微粉とピストンの間に作用する付着力が大きいためである。キャッピングの深さはピストンの変位が増えるにつれて増加し、変位が1mmを超える領域では、顆粒の破壊が進むため一定値に近づいた。結論として、キャッピングは粒子径が大きくて単一粒子径の顆粒を用いることにより抑制することが可能である。

口頭

ナノ粒子コーティングによる二酸化ウラン粉末付着防止効果の評価

瀬川 智臣; 川口 浩一; 石井 克典; 鈴木 政浩; 佐藤根 大士*; 鈴木 道隆*

no journal, , 

グローブボックスにおける核燃料物質の滞留並びに外部被ばく線量の低減を目的として、グローブボックス構成材へのナノ粒子コーティングによる粉末付着防止に係る技術開発を進めている。シリカナノ粒子含有疎水改質剤を用いたナノ粒子コーティングを施したアクリル、ステンレス、ハイパロンゴムの各基板に対し、二酸化ウラン粒子と基板間の付着力を測定および評価した。アクリル基板においては、コーティングを施すことにより、粒子-基板間付着力の下限値が約10分の1に大幅に減少し、二酸化ウラン粉末の付着防止効果が得られることが明らかになった。本手法は、グローブボックスにおける核燃料物質の滞留並びに外部被ばく線量の低減に有効と考えられる。

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