マイクロ波加熱技術の原理と材料合成への応用

はじめてマイクロ波で材料合成や化学反応を試みる方や、基本的なノウハウに関する情報収集をしたい方を対象としています。電磁気学や伝熱工学に親しみがない方でも理解できるように、数式の利用を極力避け、直感を重視した説明を試みました。実際の研究報告を紹介しながら基本的な知識を紹介するので、本講座の知識で応用の入口まできちんとカバーできるはずです。また、不明な点や現在直面している問題についても、可能な限り調査し、考えられる対策をご紹介します。事前に直面している課題についてご連絡ください 。

1. マイクロ波加熱技術とその応用
   1. 加熱技術としてのマイクロ波の魅力
      1. 高速加熱
      2. 内部加熱
      3. 選択加熱
   2. 製鉄反応の高速・低温プロセス化 ～高速加熱の応用例
      1. 研究背景 ～問題設定～
      2. マイクロ波製鉄の原理
      3. スケールアップ試験と装置概要
      4. マイクロ波製鉄の課題
   3. スレート瓦のアスベスト無害化 ～内部加熱の応用例
      1. 研究背景 ～問題設定～
      2. マイクロ波によるアスベスト高速無害化法の原理
      3. アスベスト無害化プロセスの改善点
      4. マイクロ波ロータリーキルンと問題点と課題
   4. エネルギー操作による化学反応制御
      ～選択加熱の応用展開へ向けた展望
      1. マイクロ波吸収特性と選択加熱
      2. 選択加熱を利用した反応高速化の報告事例
2. マイクロ波プロセスに関する基礎知識と諸問題への対応
   1. よくある問題とその概要
   2. はじめてのマイクロ波加熱～家庭用電子レンジから始まったマイクロ波化学
   3. 熱暴走によるプロセス不安定性
      ～加熱対象の温度が上がりすぎてしまう、など
      1. ホットスポットと熱暴走
      2. 伝熱工学の観点からのホットスポット
      3. ホットスポット対策事例
   4. マイクロ波によるエネルギー操作設計のアプローチ
      ～マイクロ波で加熱できない、など
      1. マイクロ波加熱装置の問題
      2. 材料吸収特性と傾向
      3. 補助加熱とプロセス設計
      4. マイクロ波照射系とるつぼ選定
         ～空洞共振器をはじめとした事例
   5. 放電現象 ～放電が生じてしまう、など
      1. プラズマの性質と雰囲気ガス
      2. 電離電圧と真空度
      3. 雰囲気の改善による対策
   6. 粉が上手く加熱できない ～炭素繊維の加熱例
      1. 粒子形状と加熱効率
      2. 炭素繊維の形状と加熱挙動
      3. 密度設計とか熱効率
      4. 吸収体設計と制御因子
   7. 様々な問題と対応策の紹介 (事前の質問に対する回答)
3. マイクロ波加熱プロセスの可能性
   1. 実用化へ向けた可能性
      1. 実用化への判断指標
      2. 迅速加熱・内部加熱とプロセス時間
      3. 改善例のコスト試算例
   2. 今後の課題 ～out of Kitchen
      1. 選択加熱と化学合成
      2. マイクロ波設計による化学反応操作
   3. 半導体発振器と加熱設計
   4. マイクロ波効果とは?
• 質疑応答