均一核生成の工学的モデルの提案 Engineering Model for Homogeneous Nucleation

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抄録

均一核生成の初期段階の従来の熱力学に基づいたミクロな考察から離れて, 核生成およびその後の粒子成長を経て生成される観測可能な粒子の個数濃度および粒子径に着目して, これらが均一核生成における操作条件とどのように関係しているのかを, 一つのモデルをたてて検討し, それを実験面からも考察した.まず, 均一核生成によって生成される粒子は, 核生成段階の臨界過飽和状態のモノマー濃度<I>C<SUP>*</SUP></I>において, モノマーの生成速度<I>G<SUP>*</SUP></I>と核への拡散によるモノマーの消滅速度が等しくなったところで核の生成は終了し, そのときの粒子個数濃度が最終的な粒子個数濃度<I>n<SUP>*</SUP></I>となるように生成されるというモデルを提案し, 粒子分散系でよく用いられるセルモデルを用いた核まわりへの非定常拡散の解を用いて解析を行った.その結果次の関係式を得た : <I>G<SUP>*</SUP></I>=<I>4πr<SUP>*</SUP>DC<SUP>*</SUP>n<SUP>*</SUP></I>.ここで, <I>D</I>はモノマーの拡散係数, <I>r<SUP>*</SUP></I>は生成核半径である.そして, このモデルを液相における還元法による銀粒子の生成実験で検討した結果, 定性的にその妥当性が見出された.

In addition to the classical thermodynamical theories on nucleation, a relationship between number concentration of particles generated by homogeneous nucleation and operating conditions are theoretically and experimentally studied. A model, where the number concentration of particles generated by homogeneous nucleation <I>n<SUP>*</SUP></I> is determined so that the generation rate of monomers (as precursors) <I>G<SUP>*</SUP></I> is equal to their vanishing rate at monomer concentration <I>C<SUP>*</SUP></I>, which corresponds to a critical supersaturated state of nucleation, is proposed. The cell model, which is often used in particle-dispersed systems is applied and the solution of unsteady diffusion rate of monomers onto a nucleus is used in the analysis. As a result, we obtain the relation among the parameters as <I>G<SUP>*</SUP></I>=4<I>πr<SUP>*</SUP>DC<SUP>*</SUP>n<SUP>*</SUP></I>, where <I>D</I> is diffusion coefficient of monomer, and <I>r<SUP>*</SUP></I> is radius of nucleus. The experimental results obtained for silver particles generation by a reduction method are found to qualitatively support the present model.

収録刊行物

  • 化学工学論文集  

    化学工学論文集 23(5), 666-672, 1997-09-10 

    The Society of Chemical Engineers, Japan

参考文献:  7件

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被引用文献:  5件

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10002767999
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00037234
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    0386216X
  • NDL 記事登録ID
    4293931
  • NDL 雑誌分類
    ZP5(科学技術--化学・化学工業--化学工学)
  • NDL 請求記号
    Z17-725
  • データ提供元
    CJP書誌  CJP引用  NDL  J-STAGE 
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