東北대학 유체과학연구소의 西山秀哉 교수와 佐藤岳彦 강사 등은 크와트로시스템즈(神奈縣 藤澤市)와 공동으로 플라즈마의 흐름을 안정화시키는 ‘지적제어시스템’을 개발했다. 피드백 제어에 의해 자장으로 플라즈마젯 폭의 변동을 제어하는 시스템. 이 시스템으로 플라즈마 프로세스의 고품질화 등을 기대할 수 있다고 한다.
플라즈마젯은 피막형성을 위한 프라즈마 용사를 비롯해 난용성 물질의 용융 등에 널리 사용되고 있다. 이들의 용도에서는 항상 안정된 플라즈마 유동이 요구되는데 실제로는 가스유량과 방전전류의 변동으로 흔들리거나 또 프로세스용 입자의 주입 시 등에 비균일하게 되어 버리는 경우가 있다.
西山 교수 등이 개발한 시스템은 이 문제의 해결을 겨냥한 것. 이 시스템은 센서나 전하소결합소자(CCD) 카메라 등을 도입하여 가스온도와 전자밀도 등의 계측과 함께 플라즈마젯의 길이와 폭의 가시해석을 실시간으로 실시한다. 이 정보를 근거로 피드백 제어하여 플라즈마젯 주변에 자장을 발생시킨다. 자장이 플라즈마 안을 흐르는 전류와 서로 간섭한다는 작용을 이용하여 플라즈마젯 폭의 변동을 억제, 안정화시키는 구조이다.
이 교수 등은 앞을 플라즈마젯 폭과 함께 길의 변동도 제어할 수 있는 시스템의 구축을 이룰 계획. 길이의 변동은 방전전류의 제어로 제어할 수 있으리라 보고 있으며, 이 시스템을 개발하여 이번 시스템에 더해 나갈 생각이다. (NK)
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