TOP > 国内特許検索 > マイクロ波プラズマトーチ及びマイクロ波プラズマ溶射装置

マイクロ波プラズマトーチ及びマイクロ波プラズマ溶射装置 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P06P004716
整理番号 TOYO-5032P
掲載日 2007年1月19日
出願番号 特願2005-180539
公開番号 特開2007-002273
登録番号 特許第4719877号
出願日 平成17年6月21日(2005.6.21)
公開日 平成19年1月11日(2007.1.11)
登録日 平成23年4月15日(2011.4.15)
発明者
  • 安井 利明
出願人
  • 国立大学法人豊橋技術科学大学
発明の名称 マイクロ波プラズマトーチ及びマイクロ波プラズマ溶射装置 コモンズ 新技術説明会
発明の概要 【課題】固体の溶射原料粉末を供給し、それをマイクロ波プラズマにより加熱溶融し、加速し、皮膜を形成する方法を提供する。
【解決手段】空洞共振器内に細いアンテナを設置することにより、その先端部に高電界を生成し、絶縁破壊により、プラズマの生成を容易にする。これによって、通常絶縁破壊が難しい窒素などの2原子分子ガスでも用意にプラズマの生成が可能である。更に高融点の中空電極をアンテナとして用いることにより、1000℃以上の高温プラズマの生成を可能にした上で、プラズマの中心軸上に粉体を供給しその溶射を可能にする。プラズマの温度は、アンテナの周囲に冷却ガスを流すことによる熱ピンチ作用で更に高温なプラズマを安定に生成することが可能である。
【選択図】なし
従来技術、競合技術の概要


金属やセラミックスの厚い膜を高速で成膜する方法としては一般には溶射法が知られている。溶射法は主に溶射原料を融解し、当該融解溶射原料を高速で基材にぶつけて堆積させる方法である。溶射法を用いれば一般に数μm~数mmの厚膜作製が可能である。溶射法としては、直流放電もしくは高周波放電を用いるプラズマ溶射は使用されているが、マイクロ波プラズマを用いたプラズマ溶射は実用化されていない。



一方、マイクロ波を用いたプラズマトーチは、5kW以上の大電力のものは溶解炉用として、空洞共振器の中実のアンテナを用い、その周辺にガスを供給するため、アンテナ先端の下流にしか溶射粒子を供給できず。1.5kW以下の小電力のマイクロ波プラズマトーチは、発光分析装置に利用されている(特許文献1参照)。当該報告では、分析のためにトーチ先端へ溶液試料を投入しているが、溶射のように固体粉末で供給しているものはない。



従来のマイクロ波によるプラズマ生成は、作動ガスをトーチ近傍から供給するため溶射粒子を供給することは困難であったためマイクロ波放電を用いたプラズマ溶射は実用化されていない。



しかし、マイクロ波プラズマにより溶射を行う試みが全くなされていなかったわけではない。方形空洞共振器内にガラス管を設置し、作動ガスと共に溶射粉末をガラス管内に投入して溶射が試みられている(非特許文献1参照)。しかし、当該報告では、窒素ガスを用いて溶射を行っているが、プラズマの温度が300℃と低く、錫のような低融点材料での溶射しか報告されていない。高温が得られないため市場性は低いと考えられる。



【特許文献1】
特開平09-147790号公報
【非特許文献1】
P.Mavromatidis,A.Shaw,A.I.Al-Shamma’s,J.Lucas and W.Lucas, Journal of Materials Processing Technology ,Vol.153―154(2004),294-299

産業上の利用分野


本発明は、マイクロ波プラズマトーチ及びマイクロ波プラズマ溶射装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
プラズマ形成ガスと溶射粒子を空洞共振器の中心に据えられた中空アンテナを通じてその先端に供給し、空洞共振器に投入したマイクロ波でアンテナ先端に強電場を生成させることによりプラズマを発生させ、その熱でもって溶射粒子を溶融し、下流に置かれた基材に吹き付けることにより溶射膜を形成する製造方法。

【請求項2】
中空アンテナ内から作動ガスとともにエアロゾル化した溶射粒子を供給することを特徴とする請求項1に記載の溶射法。

【請求項3】
外導体である空洞共振器と、この空洞共振器の中心に据えられた耐熱性および熱伝導性に優れた金属で構成された内導体である中空アンテナとを備え、前記中空アンテナを通じてその先端にプラズマ形成ガスを供給するとともに、前記空洞共振器に投入したマイクロ波で前記中空アンテナ先端に強電場を発生させることによりプラズマを発生させることを特徴とするマイクロ波プラズマトーチ。

【請求項4】
さらに、前記中空アンテナを囲むようにガラス管を設置してなることを特徴とする請求項3に記載のマイクロ波プラズマトーチ。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

15350_01SUM.gif
出願権利状態 登録
ご興味のある特許について詳しく内容をお知りになりたい方は、下記までお問い合せください。


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close