JPH1064698A - プラズマ発生方法，プラズマ発生装置およびプラズマ発生素子 - Google Patents
プラズマ発生方法，プラズマ発生装置およびプラズマ発生素子Info
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- JPH1064698A JPH1064698A JP8217618A JP21761896A JPH1064698A JP H1064698 A JPH1064698 A JP H1064698A JP 8217618 A JP8217618 A JP 8217618A JP 21761896 A JP21761896 A JP 21761896A JP H1064698 A JPH1064698 A JP H1064698A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な手段により容易にプラズマを発生す
る。 【解決手段】 単分極処理した強誘電体２およびその強
誘電体２の表面５，６に相対向するように密着させた一
対の電極３，４を有し、且つ強誘電体２は通電方向ｂと
交差する分極軸ａを持つプラズマ発生素子１を用い，両
電極３，４間に交流電圧を印加して強誘電体２に，その
通電方向ｂと交差する方向ｃの共振波を生起させること
により，両電極３，４の強誘電体２との境界にプラズマ
を発生させる。
る。 【解決手段】 単分極処理した強誘電体２およびその強
誘電体２の表面５，６に相対向するように密着させた一
対の電極３，４を有し、且つ強誘電体２は通電方向ｂと
交差する分極軸ａを持つプラズマ発生素子１を用い，両
電極３，４間に交流電圧を印加して強誘電体２に，その
通電方向ｂと交差する方向ｃの共振波を生起させること
により，両電極３，４の強誘電体２との境界にプラズマ
を発生させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はプラズマ発生方法，
プラズマ発生装置およびプラズマ発生素子に関する。
プラズマ発生装置およびプラズマ発生素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，排気ガス処理において，プラズマ
を利用することが知られている（例えば，特開平５−２
３７３３７号公報，同６−１７８９１４号公報参照）。
を利用することが知られている（例えば，特開平５−２
３７３３７号公報，同６−１７８９１４号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来法に
よると比較的煩雑なプラズマ発生装置を必要とし，この
点改良が望まれていた。
よると比較的煩雑なプラズマ発生装置を必要とし，この
点改良が望まれていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は簡単な手段によ
り容易にプラズマを発生させることが可能な前記プラズ
マ発生方法を提供することを目的とする。
り容易にプラズマを発生させることが可能な前記プラズ
マ発生方法を提供することを目的とする。
【０００５】前記目的を達成するため本発明によれば，
単分極処理した強誘電体およびその強誘電体の表面に相
対向するように密着させた一対の電極を有し，且つ前記
強誘電体は通電方向と交差する分極軸を持つプラズマ発
生素子を用い，前記両電極間に交流電圧を印加して前記
強誘電体に，通電方向と交差する方向の共振波を生起さ
せることにより，前記両電極の前記強誘電体との境界に
プラズマを発生させるプラズマ発生方法が提供される。
単分極処理した強誘電体およびその強誘電体の表面に相
対向するように密着させた一対の電極を有し，且つ前記
強誘電体は通電方向と交差する分極軸を持つプラズマ発
生素子を用い，前記両電極間に交流電圧を印加して前記
強誘電体に，通電方向と交差する方向の共振波を生起さ
せることにより，前記両電極の前記強誘電体との境界に
プラズマを発生させるプラズマ発生方法が提供される。
【０００６】前記方法によれば，簡単な構造を有するプ
ラズマ発生素子を用いて，簡単な操作を行うことにより
容易にプラズマを発生させることができる。このように
して得られるプラズマは，排気ガスの処理，殺菌や消毒
に用いられるオゾンの合成，各種有機および無機化合物
の合成，発光体等に利用される。
ラズマ発生素子を用いて，簡単な操作を行うことにより
容易にプラズマを発生させることができる。このように
して得られるプラズマは，排気ガスの処理，殺菌や消毒
に用いられるオゾンの合成，各種有機および無機化合物
の合成，発光体等に利用される。
【０００７】また本発明は簡単な構造を備えた前記プラ
ズマ発生装置を提供することを目的とする。
ズマ発生装置を提供することを目的とする。
【０００８】前記目的を達成するため本発明によれば，
単分極処理した強誘電体およびその強誘電体の表面に相
対向するように密着させた一対の電極を有し，且つ前記
強誘電体は通電方向と交差する分極軸を持つプラズマ発
生素子と，前記強誘電体に，通電方向と交差する方向の
共振波を生起させるべく，前記両電極間に交流電圧を印
加する電源とより構成されるプラズマ発生装置が提供さ
れる。
単分極処理した強誘電体およびその強誘電体の表面に相
対向するように密着させた一対の電極を有し，且つ前記
強誘電体は通電方向と交差する分極軸を持つプラズマ発
生素子と，前記強誘電体に，通電方向と交差する方向の
共振波を生起させるべく，前記両電極間に交流電圧を印
加する電源とより構成されるプラズマ発生装置が提供さ
れる。
【０００９】この装置を用いることによって前記プラズ
マ発生方法を容易に実施することが可能である。またプ
ラズマ発生素子を小型で，且つハンディなプラズマトー
チ型に構成することが可能であるから，例えば任意の場
所に在る任意の箇所をエッチングしたり，排気ガスの処
理やオゾン合成による消毒を行う場合等に便利である。
マ発生方法を容易に実施することが可能である。またプ
ラズマ発生素子を小型で，且つハンディなプラズマトー
チ型に構成することが可能であるから，例えば任意の場
所に在る任意の箇所をエッチングしたり，排気ガスの処
理やオゾン合成による消毒を行う場合等に便利である。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１，２において，プラズマ発生
素子１は，単分極処理（ポーリング）した強誘電体２
と，その強誘電体２の表面に相対向するように密着させ
た一対の電極３，４とを有する。図示例では，強誘電体
２は長方形の板状をなし，両電極３，４は板状強誘電体
２の両平面（表面）５，６に，それら平面５，６の一部
を露出させてそれぞれ密着している。この場合，両平面
５，６の全周縁に亘るように枠状露出面７，８が形成さ
れている。この枠状露出面７，８はプラズマ発生のため
に必要であり，また両電極３，４間の短絡を回避する作
用もなす。
素子１は，単分極処理（ポーリング）した強誘電体２
と，その強誘電体２の表面に相対向するように密着させ
た一対の電極３，４とを有する。図示例では，強誘電体
２は長方形の板状をなし，両電極３，４は板状強誘電体
２の両平面（表面）５，６に，それら平面５，６の一部
を露出させてそれぞれ密着している。この場合，両平面
５，６の全周縁に亘るように枠状露出面７，８が形成さ
れている。この枠状露出面７，８はプラズマ発生のため
に必要であり，また両電極３，４間の短絡を回避する作
用もなす。
【００１１】強誘電体２の分極軸ａは通電方向，図示例
では強誘電体２の厚さ方向ｂと交差している。この場
合，図３に示すように分極軸ａと厚さ方向ｂとの交角θ
はθ＜９０°，またはθ＝９０°である。
では強誘電体２の厚さ方向ｂと交差している。この場
合，図３に示すように分極軸ａと厚さ方向ｂとの交角θ
はθ＜９０°，またはθ＝９０°である。
【００１２】強誘電体２の構成材料としては，自発分極
が大きく，またキュリー温度が高く，さらに電気機械結
合定数の大きい結晶が望ましい。この種の構成材料に
は，（ａ）ニオブ酸リチウム型化合物，例えばニオブ酸
リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ），タンタル酸リチウム（Ｌｉ
ＴａＯ3 ）等；（ｂ）ペロブスカイト型化合物，例えば
チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3 ），チタンジルコン酸
鉛〔Ｐｂ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ3 〕およびその鉛とアルカリ
土類金属の置換体，亜鉛ニオブ酸鉛〔Ｐｂ（Ｚｎ，Ｎ
ｂ）Ｏ3 〕等；（ｃ）タングステン・ブロンズ型化合物
（例えばバリウムニオブ酸ナトリウム（ＮａＢａ2 Ｎｂ
5 Ｏ15），リチウムニオブ酸カリウム（Ｋ3Ｌｉ2 Ｎｂ
5 Ｏ15）等が該当する。これらは単結晶体，焼結体等と
して用いられる。
が大きく，またキュリー温度が高く，さらに電気機械結
合定数の大きい結晶が望ましい。この種の構成材料に
は，（ａ）ニオブ酸リチウム型化合物，例えばニオブ酸
リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ），タンタル酸リチウム（Ｌｉ
ＴａＯ3 ）等；（ｂ）ペロブスカイト型化合物，例えば
チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3 ），チタンジルコン酸
鉛〔Ｐｂ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ3 〕およびその鉛とアルカリ
土類金属の置換体，亜鉛ニオブ酸鉛〔Ｐｂ（Ｚｎ，Ｎ
ｂ）Ｏ3 〕等；（ｃ）タングステン・ブロンズ型化合物
（例えばバリウムニオブ酸ナトリウム（ＮａＢａ2 Ｎｂ
5 Ｏ15），リチウムニオブ酸カリウム（Ｋ3Ｌｉ2 Ｎｂ
5 Ｏ15）等が該当する。これらは単結晶体，焼結体等と
して用いられる。
【００１３】単結晶体の場合，強誘電体２の切出し方に
よって，その分極軸ａの方向を交角θがθ＜９０°，ま
たはθ＝９０°となるように設定することができるが，
焼結体の場合は焼結後の単分極処理により分極軸ａの方
向を定めるので，その方向は交角θ＝９０°となる方向
に限定される。
よって，その分極軸ａの方向を交角θがθ＜９０°，ま
たはθ＝９０°となるように設定することができるが，
焼結体の場合は焼結後の単分極処理により分極軸ａの方
向を定めるので，その方向は交角θ＝９０°となる方向
に限定される。
【００１４】各電極３，４の構成材料としては電気伝導
度の高い金属，例えばＡｌ，Ｃｕ等が用いられる。また
プラズマ発生素子を有機化合物等の合成に利用する場合
には両電極３，４の少なくとも一方は触媒作用を有する
金属，例えば，Ｐｔ，Ｐｄ等より構成される。排気ガス
中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の処理において，その窒素酸
化物分解用触媒であるＰｄを電極用構成材料として用い
ると好結果が得られる。各電極３，４の厚さは５０〜１
０００nmが適当である。強誘電体２に対する電極３，４
の密着手段としては真空蒸着法，スパッタリング等の気
相メッキ法，スクリーン印刷等が適用される。
度の高い金属，例えばＡｌ，Ｃｕ等が用いられる。また
プラズマ発生素子を有機化合物等の合成に利用する場合
には両電極３，４の少なくとも一方は触媒作用を有する
金属，例えば，Ｐｔ，Ｐｄ等より構成される。排気ガス
中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の処理において，その窒素酸
化物分解用触媒であるＰｄを電極用構成材料として用い
ると好結果が得られる。各電極３，４の厚さは５０〜１
０００nmが適当である。強誘電体２に対する電極３，４
の密着手段としては真空蒸着法，スパッタリング等の気
相メッキ法，スクリーン印刷等が適用される。
【００１５】図４にも示すように両電極３，４にはリー
ド線９，１０が銀ペースト等の導電性接着剤１１を介し
て取付けられる。一方のリード線９は電源１２に，他方
のリード線１０は接地１３される。電源１２は，低周波
数の交流電圧（サイン波）を発生し得る信号発生器（フ
ァンクションジェネレータ）１４と，その低周波数の交
流電圧を増幅する増幅器１５とよりなる。これらプラズ
マ発生素子１および電源１２はプラズマ発生装置１６を
構成する。
ド線９，１０が銀ペースト等の導電性接着剤１１を介し
て取付けられる。一方のリード線９は電源１２に，他方
のリード線１０は接地１３される。電源１２は，低周波
数の交流電圧（サイン波）を発生し得る信号発生器（フ
ァンクションジェネレータ）１４と，その低周波数の交
流電圧を増幅する増幅器１５とよりなる。これらプラズ
マ発生素子１および電源１２はプラズマ発生装置１６を
構成する。
【００１６】プラズマを発生させるためには，例えば大
気圧下において，信号発生器１４より低周波数の交流電
圧を発生させ，それを増幅器１５により増幅して，室温
下のプラズマ発生素子１の両電極３，４間に印加する。
そして図５に示すように，強誘電体２における長さ方向
ｃの共振周波数の印加交流電圧において，その印加交流
電圧を徐々に上昇させると，強誘電体２に，その長さ方
向ｃにおいて，厚さ方向ｂ（図１，２も参照）と交差す
る方向の共振波が生起され，これにより両電極３，４の
長さ方向ｃ（便宜上，強誘電体２の長さ方向と同一符号
を用いる。）において，強誘電体２との境界にプラズマ
ｐが相対向するように発生する。
気圧下において，信号発生器１４より低周波数の交流電
圧を発生させ，それを増幅器１５により増幅して，室温
下のプラズマ発生素子１の両電極３，４間に印加する。
そして図５に示すように，強誘電体２における長さ方向
ｃの共振周波数の印加交流電圧において，その印加交流
電圧を徐々に上昇させると，強誘電体２に，その長さ方
向ｃにおいて，厚さ方向ｂ（図１，２も参照）と交差す
る方向の共振波が生起され，これにより両電極３，４の
長さ方向ｃ（便宜上，強誘電体２の長さ方向と同一符号
を用いる。）において，強誘電体２との境界にプラズマ
ｐが相対向するように発生する。
【００１７】一方，図６に示すように，強誘電体２にお
ける幅方向ｄの共振周波数の印加電圧において，その印
加電圧を徐々に上昇させると，今度は強誘電体２に，そ
の幅方向ｄにおいて，厚さ方向ｂと交差する方向の共振
波が生起され，これにより両電極３，４の幅方向ｄ（便
宜上，強誘電体２の幅方向と同一符号を用いる。）にお
いて，強誘電体２との境界にプラズマｐが相対向するよ
うに発生する。
ける幅方向ｄの共振周波数の印加電圧において，その印
加電圧を徐々に上昇させると，今度は強誘電体２に，そ
の幅方向ｄにおいて，厚さ方向ｂと交差する方向の共振
波が生起され，これにより両電極３，４の幅方向ｄ（便
宜上，強誘電体２の幅方向と同一符号を用いる。）にお
いて，強誘電体２との境界にプラズマｐが相対向するよ
うに発生する。
【００１８】このように，前記プラズマ発生装置１６に
よれば，大気圧下にてプラズマを発生させることができ
る。ただし，プラズマの発生効率を高めるためには減圧
下の方が良い。 〔実施例〕次のようなプラズマ発生素子１の例１を製作
し，これをプラズマ発生装置１６に組込んだ。
よれば，大気圧下にてプラズマを発生させることができ
る。ただし，プラズマの発生効率を高めるためには減圧
下の方が良い。 〔実施例〕次のようなプラズマ発生素子１の例１を製作
し，これをプラズマ発生装置１６に組込んだ。
【００１９】図１，５において，強誘電体２：幅ｄ1 が
１４mm，長さｃ1 が４４mm，厚さｂ 1 が０．５mmで，且
つ分極軸ａが厚さ方向ｂと交差した１２８°回転Ｙカッ
トＬｉＮｂＯ3 単結晶板（交角θ＜９０°）；両電極
３，４：幅ｄ2 が１０mm，長さｃ2 が４０mmのＰｄより
なる真空蒸着膜で，厚さは１００nm；枠状露出面７，
８：強誘電体２の長さ方向ｃにおける幅ｄ3 が２mm，そ
の幅方向ｄにおける幅ｄ4が２mm．大気圧下において，
両電極３，４間に周波数６６ｋＨｚの交流電圧を印加し
たところ，室温下の強誘電体２に，その長さ方向ｃにお
いて，厚さ方向ｂと交差する方向の共振波が生起され，
これにより図５に示すようなプラズマｐが発生した。ま
た大気圧下において，両電極３，４間に周波数１８０ｋ
Ｈｚの交流電圧を印加したところ，室温下の強誘電体２
に，その幅方向ｄにおいて，厚さ方向ｂと交差する方向
の共振波が生起され，これにより図６に示すようなプラ
ズマｐが発生した。これら周波数６６ｋＨｚおよび１８
０ｋＨｚの場合における交流電圧は６０〜８０Ｖ，また
交流電流は１５０〜２５０ｍＡである。
１４mm，長さｃ1 が４４mm，厚さｂ 1 が０．５mmで，且
つ分極軸ａが厚さ方向ｂと交差した１２８°回転Ｙカッ
トＬｉＮｂＯ3 単結晶板（交角θ＜９０°）；両電極
３，４：幅ｄ2 が１０mm，長さｃ2 が４０mmのＰｄより
なる真空蒸着膜で，厚さは１００nm；枠状露出面７，
８：強誘電体２の長さ方向ｃにおける幅ｄ3 が２mm，そ
の幅方向ｄにおける幅ｄ4が２mm．大気圧下において，
両電極３，４間に周波数６６ｋＨｚの交流電圧を印加し
たところ，室温下の強誘電体２に，その長さ方向ｃにお
いて，厚さ方向ｂと交差する方向の共振波が生起され，
これにより図５に示すようなプラズマｐが発生した。ま
た大気圧下において，両電極３，４間に周波数１８０ｋ
Ｈｚの交流電圧を印加したところ，室温下の強誘電体２
に，その幅方向ｄにおいて，厚さ方向ｂと交差する方向
の共振波が生起され，これにより図６に示すようなプラ
ズマｐが発生した。これら周波数６６ｋＨｚおよび１８
０ｋＨｚの場合における交流電圧は６０〜８０Ｖ，また
交流電流は１５０〜２５０ｍＡである。
【００２０】プラズマ発生素子１の例１をチャンバ内に
設置し，ガスとしてのＨｅ，ＣＯ，Ｏ2 ，Ｈ2 ，ＮＯ，
Ｃ2 Ｈ5 ＯＨ等をチャンバ内に導入して前記同様の操作
を行ったところ，各ガスについて前記同様にプラズマｐ
の発生が認められた。これは，前記ガスの２以上の混合
ガスについても同様であった。
設置し，ガスとしてのＨｅ，ＣＯ，Ｏ2 ，Ｈ2 ，ＮＯ，
Ｃ2 Ｈ5 ＯＨ等をチャンバ内に導入して前記同様の操作
を行ったところ，各ガスについて前記同様にプラズマｐ
の発生が認められた。これは，前記ガスの２以上の混合
ガスについても同様であった。
【００２１】また各ガス（大気を含む）の圧力を減圧状
態に設定して前記同様のプラズマｐを発生させたとこ
ろ，ガス圧１Ｔｏｒｒ以上においてプラズマｐの発生が
認められた。これにより，ガス圧１〜７６０（１気圧）
Ｔｏｒｒにおいてプラズマｐが発生し，また大気圧下よ
りも減圧状態の方がプラズマｐの発生効率が高いことが
確認された。
態に設定して前記同様のプラズマｐを発生させたとこ
ろ，ガス圧１Ｔｏｒｒ以上においてプラズマｐの発生が
認められた。これにより，ガス圧１〜７６０（１気圧）
Ｔｏｒｒにおいてプラズマｐが発生し，また大気圧下よ
りも減圧状態の方がプラズマｐの発生効率が高いことが
確認された。
【００２２】図１，５において，強誘電体２の幅ｄ1 が
５mmであり，また両電極３，４の幅ｄ2 が３mmである，
ということ以外は前記例１と同一であるプラズマ発生素
子１を用いる場合，大気圧下において図５のように長さ
方向ｃのプラズマｐを発生させるためには両電極３，４
への印加電圧の周波数は６６ｋＨｚに設定される。一
方，大気圧下において図６のように幅方向ｄのプラズマ
ｐを発生させるためには，前記周波数は５３７ｋＨｚに
設定される。これら周波数６６ｋＨｚおよび５３７ｋＨ
ｚの場合における交流電圧は６０〜８０Ｖ，また交流電
流は１００〜１６０ｍＡである。
５mmであり，また両電極３，４の幅ｄ2 が３mmである，
ということ以外は前記例１と同一であるプラズマ発生素
子１を用いる場合，大気圧下において図５のように長さ
方向ｃのプラズマｐを発生させるためには両電極３，４
への印加電圧の周波数は６６ｋＨｚに設定される。一
方，大気圧下において図６のように幅方向ｄのプラズマ
ｐを発生させるためには，前記周波数は５３７ｋＨｚに
設定される。これら周波数６６ｋＨｚおよび５３７ｋＨ
ｚの場合における交流電圧は６０〜８０Ｖ，また交流電
流は１００〜１６０ｍＡである。
【００２３】前記強誘電体２において，その縦，横の長
さが１４mm（つまり正方形）であり，また枠状露出面
７，８の幅ｄ3 ，ｄ4 がその全周に亘ってｄ3 ，ｄ4 ≒
２mmである，ということ以外は前記例１と同一であるプ
ラズマ発生素子１の例２を用い，大気圧下にて前記同様
のプラズマ発生操作を行ったところ，両電極３，４間の
印加電圧の周波数が１８６ｋＨｚのとき両電極３，４の
縦および横方向における強誘電体２との境界，つまり両
電極３，４の四辺にプラズマｐの発生が認められた。こ
の場合，交流電圧は６０〜８０Ｖ，また交流電流は１０
０〜１６０ｍＡである。
さが１４mm（つまり正方形）であり，また枠状露出面
７，８の幅ｄ3 ，ｄ4 がその全周に亘ってｄ3 ，ｄ4 ≒
２mmである，ということ以外は前記例１と同一であるプ
ラズマ発生素子１の例２を用い，大気圧下にて前記同様
のプラズマ発生操作を行ったところ，両電極３，４間の
印加電圧の周波数が１８６ｋＨｚのとき両電極３，４の
縦および横方向における強誘電体２との境界，つまり両
電極３，４の四辺にプラズマｐの発生が認められた。こ
の場合，交流電圧は６０〜８０Ｖ，また交流電流は１０
０〜１６０ｍＡである。
【００２４】前記のように，共振周波数は，強誘電体２
の寸法に大きく依存するので，プラズマｐを発生させる
ためには，その強誘電体２の寸法に見合った共振周波数
が選定される。
の寸法に大きく依存するので，プラズマｐを発生させる
ためには，その強誘電体２の寸法に見合った共振周波数
が選定される。
【００２５】以下，プラズマ発生装置１６を窒素酸化物
であるＮＯガスの分解に用いた応用例について説明す
る。このＮＯガスは，例えば自動車の排気ガス中に含ま
れる。 〔応用例１〕図７に示すように，前記プラズマ発生素子
１の例１を，閉鎖循環反応装置１７のチャンバ１８内に
収容して，その例１を図示しない支持部材により支持
し，またＮＯガスを入口１９からチャンバ１８内を経て
出口２０に至るように循環させた。そして，ＮＯガス循
環開始から１時間経過後（この条件は後述する他の応用
例において同じである）において，プラズマ発生素子１
の例１およびＮＯガスの温度：１００℃；ＮＯガス圧
（チャンバ１８内圧力）：５Ｔｏｒｒ；交流電圧の周波
数：６６ｋＨｚ；交流電流：８１ｍＡ；交流電圧：６０
Ｖの条件で，プラズマｐを発生させると共に両電極３，
４，つまりＰｄを触媒として使用し，これによりＮＯの
分解状況を調べた。このテスト中において，強誘電体２
の温度は１３２℃に上昇し，その温度で一定となった。
であるＮＯガスの分解に用いた応用例について説明す
る。このＮＯガスは，例えば自動車の排気ガス中に含ま
れる。 〔応用例１〕図７に示すように，前記プラズマ発生素子
１の例１を，閉鎖循環反応装置１７のチャンバ１８内に
収容して，その例１を図示しない支持部材により支持
し，またＮＯガスを入口１９からチャンバ１８内を経て
出口２０に至るように循環させた。そして，ＮＯガス循
環開始から１時間経過後（この条件は後述する他の応用
例において同じである）において，プラズマ発生素子１
の例１およびＮＯガスの温度：１００℃；ＮＯガス圧
（チャンバ１８内圧力）：５Ｔｏｒｒ；交流電圧の周波
数：６６ｋＨｚ；交流電流：８１ｍＡ；交流電圧：６０
Ｖの条件で，プラズマｐを発生させると共に両電極３，
４，つまりＰｄを触媒として使用し，これによりＮＯの
分解状況を調べた。このテスト中において，強誘電体２
の温度は１３２℃に上昇し，その温度で一定となった。
【００２６】表１および図８は前記テスト結果を示す。
なお，ＮＯガス量，Ｎ2 ガス量およびＯ2 ガス量の測定
はそれぞれガスクロマトグラフィにより行われた。これ
は後述する他の応用例において同じである。
なお，ＮＯガス量，Ｎ2 ガス量およびＯ2 ガス量の測定
はそれぞれガスクロマトグラフィにより行われた。これ
は後述する他の応用例において同じである。
【００２７】
【表１】
【００２８】表１，図８から明らかなように，生成ガス
におけるＮ2 ガスとＯ2 ガスの化学量論比は１対１であ
り，これにより供給ＮＯガスの略全体が分解されている
ことが判明した。これは，強誘電体２における共振波の
発生によりＰｄが活性化され，また発生プラズマｐがＮ
Ｏガス分解作用を発揮したことに起因する。 〔応用例２〕両電極３，４の材質および交流電流値を変
えた，ということ以外は応用例１と同一条件にてＮＯガ
スの分解を行ったところ，表２の結果を得た。
におけるＮ2 ガスとＯ2 ガスの化学量論比は１対１であ
り，これにより供給ＮＯガスの略全体が分解されている
ことが判明した。これは，強誘電体２における共振波の
発生によりＰｄが活性化され，また発生プラズマｐがＮ
Ｏガス分解作用を発揮したことに起因する。 〔応用例２〕両電極３，４の材質および交流電流値を変
えた，ということ以外は応用例１と同一条件にてＮＯガ
スの分解を行ったところ，表２の結果を得た。
【００２９】
【表２】
【００３０】表２より，両電極３，４をＣｕ，Ａｌより
構成すると，比較的良好な結果が得られることが判る。
Ａｇの場合は活性が低い。 〔応用例３〕前記プラズマ発生素子１の例２を用い，ま
た交流電圧の周波数を１８６ｋＨｚに，また交流電流を
１１３ｍＡに，ＮＯガスの供給量を３０５μｍｏｌにそ
れぞれ設定した，ということ以外は応用例１と同一条件
にてＮＯガスの分解を行ったところ，図９の結果を得
た。このテスト中において，強誘電体２の温度は最初１
７６℃に上昇したが，次いで１４６℃に下降し，その後
１３６℃まで下降してその温度で一定となった。
構成すると，比較的良好な結果が得られることが判る。
Ａｇの場合は活性が低い。 〔応用例３〕前記プラズマ発生素子１の例２を用い，ま
た交流電圧の周波数を１８６ｋＨｚに，また交流電流を
１１３ｍＡに，ＮＯガスの供給量を３０５μｍｏｌにそ
れぞれ設定した，ということ以外は応用例１と同一条件
にてＮＯガスの分解を行ったところ，図９の結果を得
た。このテスト中において，強誘電体２の温度は最初１
７６℃に上昇したが，次いで１４６℃に下降し，その後
１３６℃まで下降してその温度で一定となった。
【００３１】図９から明らかなように，この例において
も応用例１と同様の結果が得られることが判る。 〔応用例４〕触媒を用いる窒素酸化物（ＮＯｘ，主とし
てＮＯガス）の分解においては，Ｏ 2 ガスが存在すると
触媒の活性が消失することが知られている。そこで，Ｏ
2 ガスによるＮＯガス分解に対する阻害効果を調べるた
め，ＮＯガスにＯ2 ガスを予め混在させた状態でＮＯガ
スの分解を行った。
も応用例１と同様の結果が得られることが判る。 〔応用例４〕触媒を用いる窒素酸化物（ＮＯｘ，主とし
てＮＯガス）の分解においては，Ｏ 2 ガスが存在すると
触媒の活性が消失することが知られている。そこで，Ｏ
2 ガスによるＮＯガス分解に対する阻害効果を調べるた
め，ＮＯガスにＯ2 ガスを予め混在させた状態でＮＯガ
スの分解を行った。
【００３２】テスト条件は，プラズマ発生素子１の例２
の温度：１００℃；ＮＯガス圧：５Ｔｏｒｒ；Ｏ2 ガス
圧：１０Ｔｏｒｒ；交流電圧の周波数：１８６ｋＨｚ；
交流電流：１９７ｍＡ；交流電圧：６０Ｖに設定され
た。このテスト中において，強誘電体２の温度は最初１
９１℃に上昇したが，次いで１６５℃に下降してその温
度で一定となった。
の温度：１００℃；ＮＯガス圧：５Ｔｏｒｒ；Ｏ2 ガス
圧：１０Ｔｏｒｒ；交流電圧の周波数：１８６ｋＨｚ；
交流電流：１９７ｍＡ；交流電圧：６０Ｖに設定され
た。このテスト中において，強誘電体２の温度は最初１
９１℃に上昇したが，次いで１６５℃に下降してその温
度で一定となった。
【００３３】図１０はテスト結果を示す。図１０におい
てＮＯガス量が現出しないのは，ＮＯガスはＯ2 ガスの
存在下で容易にＮＯ2 ガスに酸化され，そのＮＯ2 ガス
の検出はガスクロマトグラフィでは困難であるからであ
る。
てＮＯガス量が現出しないのは，ＮＯガスはＯ2 ガスの
存在下で容易にＮＯ2 ガスに酸化され，そのＮＯ2 ガス
の検出はガスクロマトグラフィでは困難であるからであ
る。
【００３４】図１０において，プラズマｐ発生後Ｎ2 ガ
ス量およびＯ2 ガス量が急激に上昇することから，ＮＯ
2 ガスの分解が略完全に行われていることが明らかであ
る。
ス量およびＯ2 ガス量が急激に上昇することから，ＮＯ
2 ガスの分解が略完全に行われていることが明らかであ
る。
【００３５】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば，簡単な手
段により容易にプラズマを発生させることが可能なプラ
ズマ発生方法を提供することができる。
段により容易にプラズマを発生させることが可能なプラ
ズマ発生方法を提供することができる。
【００３６】また請求項２記載の発明によれば，簡単な
構造を備えたプラズマ発生装置を提供することができ
る。
構造を備えたプラズマ発生装置を提供することができ
る。
【００３７】さらに請求項３，４記載の発明によれば，
プラズマ発生方法の実施に用いられ，またプラズマ発生
装置の構成部品である構造簡単なプラズマ発生素子を提
供することができる。
プラズマ発生方法の実施に用いられ，またプラズマ発生
装置の構成部品である構造簡単なプラズマ発生素子を提
供することができる。
【図１】プラズマ発生素子の斜視図である。
【図２】プラズマ発生素子の側面図である。
【図３】厚さ方向と分極軸との関係を示す説明図であ
る。
る。
【図４】プラズマ発生装置の概略図である。
【図５】プラズマ発生状態の一例を示す説明図である。
【図６】プラズマ発生状態の他例を示す説明図である。
【図７】閉鎖循環反応装置とプラズマ発生装置を組合わ
せた場合の概略図である。
せた場合の概略図である。
【図８】経過時間とＮＯガス量，Ｎ2 ガス量およびＯ2
ガス量との関係の一例を示すグラフである。
ガス量との関係の一例を示すグラフである。
【図９】経過時間とＮＯガス量，Ｎ2 ガス量およびＯ2
ガス量との関係の他例を示すグラフである。
ガス量との関係の他例を示すグラフである。
【図１０】経過時間とＮＯガス量，Ｎ2 ガス量およびＯ
2 ガス量との関係のさらに他例を示すグラフである。
2 ガス量との関係のさらに他例を示すグラフである。
１ プラズマ発生素子 ２ 強誘電体 ３，４ 電極 ５，６ 平面（表面） １２ 電源 ａ 分極軸 ｂ 厚さ方向（通電方向） ｃ 長さ方向 ｄ 幅方向 ｐ プラズマ
Claims (4)
- 【請求項１】 単分極処理した強誘電体（２）およびそ
の強誘電体（２）の表面（５，６）に相対向するように
密着させた一対の電極（３，４）を有し，且つ前記強誘
電体（２）は通電方向（ｂ）と交差する分極軸（ａ）を
持つプラズマ発生素子（１）を用い，前記両電極（３，
４）間に交流電圧を印加して前記強誘電体（２）に，通
電方向（ｂ）と交差する方向（ｃ，ｄ）の共振波を生起
させることにより，前記両電極（３，４）の前記強誘電
体（２）との境界にプラズマ（ｐ）を発生させることを
特徴とするプラズマ発生方法。 - 【請求項２】 単分極処理した強誘電体（２）およびそ
の強誘電体（２）の表面（５，６）に相対向するように
密着させた一対の電極（３，４）を有し，且つ前記強誘
電体（２）は通電方向（ｂ）と交差する分極軸（ａ）を
持つプラズマ発生素子（１）と，前記強誘電体（２）
に，通電方向（ｂ）と交差する方向（ｃ，ｄ）の共振波
を生起させるべく，前記両電極（３，４）間に交流電圧
を印加する電源（１２）とより構成されることを特徴と
するプラズマ発生装置。 - 【請求項３】 単分極処理した強誘電体（２）と，その
強誘電体（２）の表面（５，６）に相対向するように密
着させた一対の電極（３，４）とを有し，前記強誘電体
（２）は通電方向（ｂ）と交差する分極軸（ａ）を持つ
ことを特徴とするプラズマ発生素子。 - 【請求項４】 前記強誘電体（２）は板状をなし，前記
両電極（３，４）は前記板状強誘電体（２）の両平面
（５，６）に，それら平面（５，６）の一部を露出させ
てそれぞれ密着している，請求項３記載のプラズマ発生
素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21761896A JP3599148B2 (ja) | 1996-08-19 | 1996-08-19 | プラズマ発生方法，プラズマ発生装置およびプラズマ発生素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21761896A JP3599148B2 (ja) | 1996-08-19 | 1996-08-19 | プラズマ発生方法，プラズマ発生装置およびプラズマ発生素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1064698A true JPH1064698A (ja) | 1998-03-06 |
| JP3599148B2 JP3599148B2 (ja) | 2004-12-08 |
Family
ID=16707122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21761896A Expired - Lifetime JP3599148B2 (ja) | 1996-08-19 | 1996-08-19 | プラズマ発生方法，プラズマ発生装置およびプラズマ発生素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3599148B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10027247C2 (de) * | 2000-05-31 | 2003-09-25 | Iut Inst Fuer Umwelttechnologi | Plasmagenerator mit dielektrisch behinderter Entladung |
| JP2005203362A (ja) * | 2003-12-19 | 2005-07-28 | Ngk Insulators Ltd | プラズマ発生電極及びプラズマ反応器 |
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| JP2008183025A (ja) * | 2007-01-26 | 2008-08-14 | National Univ Corp Shizuoka Univ | 包装物の滅菌方法及び滅菌装置 |
| JP2010532253A (ja) * | 2007-07-06 | 2010-10-07 | エコール ポリテクニック | 表面プラズマガス処理 |
| JP2013184871A (ja) * | 2012-03-09 | 2013-09-19 | Asahi Kasei Chemicals Corp | 二酸化炭素からの一酸化炭素製造方法 |
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| JPS61122105A (ja) * | 1984-11-19 | 1986-06-10 | Inoue Japax Res Inc | オゾン発生装置 |
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-
1996
- 1996-08-19 JP JP21761896A patent/JP3599148B2/ja not_active Expired - Lifetime
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