JP7343878B2 - Sample holder for electrostatic levitation furnace and sample charging method - Google Patents
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本発明は静電浮遊炉に関し、より詳細には、静電浮遊炉の実験前及び実験後の試料の保管容器である試料ホルダに関する。 The present invention relates to an electrostatic levitation furnace, and more particularly to a sample holder that is a storage container for samples before and after an experiment in an electrostatic levitation furnace.
静電浮遊炉は、静電気力により実験空間内で浮遊させた試料にレーザを照射して加熱し、溶融した液体状態の試料の物性を調べるために用いられる。 An electrostatic levitation furnace is used to investigate the physical properties of a sample in a molten liquid state by irradiating a laser beam onto a sample suspended in an experimental space using electrostatic force to heat it.
静電浮遊炉では、溶融した液体状態の試料を保持するための容器が不要であり、容器を構成する材料が溶融して試料に混入する虞がない。したがって、不純物を含まない状態で試料の物性を調べることができる。そのため、静電浮遊炉は、宇宙空間における微小重力環境を利用した材料実験や新材料開発に活用されている（例えば、非特許文献１参照）。 An electrostatic levitation furnace does not require a container for holding a sample in a molten liquid state, and there is no risk that the material constituting the container will melt and mix with the sample. Therefore, the physical properties of the sample can be investigated in a state free of impurities. Therefore, electrostatic levitation reactors are utilized for material experiments and new material development using the microgravity environment in outer space (see, for example, Non-Patent Document 1).
ところで、静電気力により実験空間内で試料を浮遊させるためには、対向して配置された電極を用いて実験空間内に電場を発生させることに加えて、試料自体を帯電させることが必要である。 By the way, in order to suspend a sample in an experimental space using electrostatic force, it is necessary to generate an electric field in the experimental space using electrodes placed opposite each other, and also to charge the sample itself. .
試料を帯電させるためには、電極との接触（誘導帯電）、紫外光照射（光電効果による電子の放出）、レーザ光照射（加熱による熱電子の放出）等の方法が利用できる。電極との接触による誘導帯電が特に有効であるが、試料が導電性材料である場合に限られる。紫外光照射やレーザ光照射による帯電は、試料の温度と帯電量を別々に制御することが困難であり実用化されていない。 In order to charge the sample, methods such as contact with an electrode (inductive charging), ultraviolet light irradiation (emission of electrons due to photoelectric effect), and laser light irradiation (emission of thermoelectrons due to heating) can be used. Inductive charging by contact with an electrode is particularly effective, but only when the sample is a conductive material. Charging by ultraviolet light irradiation or laser light irradiation has not been put to practical use because it is difficult to separately control the temperature of the sample and the amount of charge.
しかしながら、試料が例えば酸化物等の非導電性材料である場合、電極との接触による誘導帯電は、電極との接触部にのみ適用可能であるため、長い時間を要するうえ、試料の十分な帯電が達成できないという問題があった。 However, when the sample is a non-conductive material such as an oxide, inductive charging due to contact with the electrode can only be applied to the contact area with the electrode, which takes a long time and requires sufficient charging of the sample. The problem was that it could not be achieved.
このように試料の帯電が十分でない場合、実験空間内に試料を押し出すロッドの先端や誘導帯電用の電極と試料との間に作用するファンデルワールス力が、試料に作用する静電気力を上回る。その結果、微小重力環境であっても、試料はロッド先端や電極に付着したままとなり、浮遊させることが非常に困難であった。 If the sample is not sufficiently charged in this way, the van der Waals force that acts between the tip of the rod that pushes the sample into the experimental space or the electrode for inductive charging and the sample exceeds the electrostatic force that acts on the sample. As a result, even in a microgravity environment, the sample remained attached to the rod tip or electrode, making it extremely difficult to suspend it.
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであって、酸化物等の非導電性材料を試料とする場合であっても、当該試料を十分に帯電させて確実に浮遊させることができる静電浮遊炉用試料ホルダ及び試料の帯電方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and even when a non-conductive material such as an oxide is used as a sample, it is possible to sufficiently charge the sample and ensure that it floats. An object of the present invention is to provide a sample holder for an electrostatic levitation furnace and a method for charging a sample.
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様の静電浮遊炉用試料ホルダは、静電浮遊炉の実験前後の試料を保管するための容器である。前記試料ホルダは、試料を収容する孔又はスロットが複数個空いた円形のロータと、ロータの周囲に配置されたベースプレートと、前記ロータを間に挟むように前記ベースプレートに取付けられたカバープレートと、を備え、少なくとも前記ベースプレート及び前記ロータは、テフロン（登録商標）から成る。 In order to solve the above problems, a sample holder for an electrostatic levitation furnace according to a first aspect of the present invention is a container for storing samples before and after experiments in an electrostatic levitation furnace. The sample holder includes a circular rotor having a plurality of holes or slots for accommodating the sample, a base plate disposed around the rotor, and a cover plate attached to the base plate so as to sandwich the rotor therebetween. , at least the base plate and the rotor are made of Teflon (registered trademark).
本発明の第２の態様の静電浮遊炉用試料ホルダは、試料カートリッジに取り付けられ、試料カートリッジ内部には、試料ホルダのロータを回転駆動するためのモータが配置されており、前記モータは、時計回り及び反時計回りの両方向に回転可能であり、且つ、その回転速度を可変に制御可能である。 The sample holder for an electrostatic levitation furnace according to the second aspect of the present invention is attached to a sample cartridge, and a motor for rotationally driving a rotor of the sample holder is disposed inside the sample cartridge, and the motor includes: It is rotatable in both clockwise and counterclockwise directions, and its rotational speed can be variably controlled.
本発明の第１又は第２の態様の静電浮遊炉用試料ホルダにおいて、前記試料ホルダによって保持された前記試料を、前記実験空間に供給する前に帯電させるための方法は、前記複数のホールド孔を有する前記ロータの時計回りの回転と反時計周りの回転を、交互に所定の回数だけ繰り返すステップ、又は、前記複数のホールドスロットを有する前記ロータを、時計回り又は反時計回りのいずれかの方向に回転させるステップを含む。 In the sample holder for an electrostatic levitation furnace according to the first or second aspect of the present invention, a method for charging the sample held by the sample holder before supplying it to the experiment space includes: repeating alternating clockwise and counterclockwise rotations of the rotor with holes a predetermined number of times, or rotating the rotor with the plurality of hold slots either clockwise or counterclockwise; the step of rotating in the direction;
本発明の静電浮遊炉用試料ホルダ及び試料の帯電方法によれば、酸化物等の非導電性材料を試料とする場合であっても、テフロン製ベースプレート及びテフロン製ロータとの摩擦帯電によって当該試料を十分に帯電させて確実に浮遊させることができる。 According to the sample holder for an electrostatic levitation furnace and the method for charging a sample of the present invention, even when a non-conductive material such as an oxide is used as a sample, the sample is charged by friction between the Teflon base plate and the Teflon rotor. The sample can be sufficiently charged and suspended reliably.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
図１は、本発明の実施形態の試料ホルダを収納する試料カートリッジを示す概略説明図であり、（Ａ）は試料カートリッジの全体斜視図、（Ｂ）は試料カートリッジに設けられた試料ホルダ用の収容スペースの拡大斜視図である。 FIG. 1 is a schematic explanatory diagram showing a sample cartridge that accommodates a sample holder according to an embodiment of the present invention, in which (A) is an overall perspective view of the sample cartridge, and (B) is a sample cartridge for a sample holder provided in the sample cartridge. FIG. 3 is an enlarged perspective view of the accommodation space.
試料カートリッジは、図１（Ａ）に示されるように略円筒状に形成されており、その長手方向の中央部には円筒状に形成された実験空間部１０が、また、当該実験空間部１０に隣接して円筒状に形成された試料カートリッジ２０が、それぞれ配置されている。なお、以下においては、試料カートリッジ２０のうち実験空間部１０に近い側を前側、実験空間部１０から遠い側を後側と称することにする。 The sample cartridge is formed into a substantially cylindrical shape as shown in FIG. A cylindrical sample cartridge 20 is disposed adjacent to each of the sample cartridges 20 . In the following, the side of the sample cartridge 20 that is closer to the experiment space 10 will be referred to as the front side, and the side that is farther from the experiment space 10 will be referred to as the rear side.
実験空間部１０は、その内部に実験空間を有し、当該実験空間において、後述するようにして試料カートリッジ２０から供給された試料が、浮遊状態で加熱され溶融する。 The experiment space section 10 has an experiment space therein, in which a sample supplied from the sample cartridge 20 is heated and melted in a floating state as described later.
そのために、実験空間部１０の外周には、試料を加熱するためのレーザ装置、試料の浮遊位置の検知及び溶融状態の試料の観察を目的とする撮影装置（カメラ及び光源）、試料実験空間部内部の状態（圧力、温度等）を検知するためのセンサ等（以上、いずれも図示省略）を取り付けるための略円形の透明な窓が、複数配置されている。 For this purpose, the outer periphery of the experiment space 10 is equipped with a laser device for heating the sample, an imaging device (camera and light source) for the purpose of detecting the floating position of the sample and observing the sample in a molten state, and a sample experiment space. A plurality of approximately circular transparent windows are arranged for attaching sensors and the like (all of which are not shown) for detecting internal conditions (pressure, temperature, etc.).
試料カートリッジ２０は、実験空間部１０内の実験空間に試料を供給する機能を有しており、当該実験空間に隣接する前端部には、試料を保持する試料ホルダ３０が配置されている。 The sample cartridge 20 has a function of supplying a sample to an experiment space within the experiment space 10, and a sample holder 30 for holding a sample is arranged at the front end adjacent to the experiment space.
試料ホルダ３０は、試料カートリッジ２０の前端部に設けられた収容スペース２１に、径方向に着脱可能に収容されるように構成されており、図１（Ａ）では、試料ホルダ３０が、収容スペース２１から径方向外向きに取り外された状態で示されている。 The sample holder 30 is configured to be removably accommodated in the radial direction in the accommodation space 21 provided at the front end of the sample cartridge 20. In FIG. 21 is shown removed radially outwardly from 21.
また、収容スペース２１内には、図１（Ｂ）に示されるように、試料カートリッジ２０の内部に配置されたモータ（図示省略）によって回転駆動されるアーム４０が配置されている。 Further, in the accommodation space 21, as shown in FIG. 1(B), an arm 40 is disposed which is rotationally driven by a motor (not shown) disposed inside the sample cartridge 20.
アーム４０は略Ｌ字状の部材であり、当該Ｌ字の一方の辺に対応する部位４０Ｚは試料カートリッジ２０の長手方向に、他方の辺に対応する部位４０Ｒは試料カートリッジ２０の径方向に、それぞれ配向されている。そして、試料カートリッジ２０の長手方向に配向された部位４０Ｚは、伝動機構（図示省略）を介して上述したモータに連結されており、当該モータの回転に伴って、アーム４０全体が、部位４０Ｚを中心として回転駆動される。 The arm 40 is a substantially L-shaped member, and a portion 40Z corresponding to one side of the L-shape extends in the longitudinal direction of the sample cartridge 20, and a portion 40R corresponding to the other side extends in the radial direction of the sample cartridge 20. oriented respectively. The longitudinally oriented portion 40Z of the sample cartridge 20 is connected to the above-mentioned motor via a transmission mechanism (not shown), and as the motor rotates, the entire arm 40 moves toward the portion 40Z. Driven to rotate around the center.
更に、試料カートリッジ２０の径方向における中心部には、試料カートリッジ２０の長手方向に延びると共に同方向において往復移動可能なロッド５０が収容されている。ロッド５０は、通常は試料カートリッジ２０内において収容スペース２１よりも後方に格納されているが、図１（Ｂ）においては、当該ロッド５０が前方へ移動して収容スペース２１内に延びている状態を示している。 Furthermore, a rod 50 that extends in the longitudinal direction of the sample cartridge 20 and is movable back and forth in the same direction is housed in the center of the sample cartridge 20 in the radial direction. The rod 50 is normally stored in the sample cartridge 20 at the rear of the accommodation space 21, but in FIG. 1(B), the rod 50 is moved forward and extends into the accommodation space 21. It shows.
図２は、試料ホルダ３０を前方から見た図であり、（Ａ）は通常状態（完全に組み立てられた状態）を、（Ｂ）はカバープレートを取り外した状態を、（Ｃ）は更にロータを取り外した状態を、それぞれ示しており、（Ｄ）はロータを単体で示している。 FIG. 2 shows the sample holder 30 viewed from the front; (A) shows the normal state (fully assembled state), (B) shows the state with the cover plate removed, and (C) shows the state with the rotor removed. (D) shows the rotor alone.
試料ホルダ３０は、試料カートリッジ２０の収容スペース２１内に収容された状態において試料カートリッジ２０の外殻の一部を成す略円弧状のシュラウド３１を備え、当該シュラウド３１の径方向内側には、ベースプレート３２が取り付けられている（図２（Ｃ）参照）。 The sample holder 30 includes a substantially arc-shaped shroud 31 that forms a part of the outer shell of the sample cartridge 20 when housed in the housing space 21 of the sample cartridge 20, and a base plate is disposed inside the shroud 31 in the radial direction. 32 is attached (see FIG. 2(C)).
ベースプレート３２は、略矩形の板状の部材であり、その略中央部には円形の穴３２Ｈが設けられている。また、ベースプレート３２の矩形を構成する４つの辺のうち、シュラウド３１と対向する側（径方向内側）の辺の中央部には、径方向に延びるスロット３２Ｓが形成されている。このスロット３２Ｓは、その径方向外端において、上述した穴３２Ｈと連結されている。更に、円形の穴３２Ｈの周囲には、他の部位よりも後方（紙面の奥側）へ陥没することにより薄く形成された環状のレール部３２Ｒが形成されている。 The base plate 32 is a substantially rectangular plate-like member, and a circular hole 32H is provided in the substantially central portion thereof. Further, among the four sides forming the rectangle of the base plate 32, a slot 32S extending in the radial direction is formed in the center of the side facing the shroud 31 (radially inner side). This slot 32S is connected to the hole 32H described above at its radially outer end. Further, around the circular hole 32H, an annular rail portion 32R is formed which is formed thinner by recessing rearward (towards the back of the page) relative to other portions.
ロータ３３は、図２（Ｄ）に示されるように、略円形の板状の部材であり、それぞれが球状の試料を収容する複数のホールド孔３３Ａが設けられている。 As shown in FIG. 2(D), the rotor 33 is a substantially circular plate-shaped member, and is provided with a plurality of holding holes 33A, each of which accommodates a spherical sample.
また、ロータ３３には、その外周から中心部まで径方向に延びるスロット３３Ｓが形成されており、当該スロット３３Ｓによって、上述した環状のホールド部３３Ｈは、周方向の１か所において中断されている。スロット３３Ｓのうち、ロータ外周から中心部まで延びる部分には、上述したアーム４０（の径方向に配向された部位４０Ｒ）が嵌り込むようになっている（図２（Ｂ）参照）。 Further, the rotor 33 is formed with a slot 33S extending in the radial direction from the outer periphery to the center, and the above-mentioned annular holding portion 33H is interrupted at one point in the circumferential direction by the slot 33S. . The above-mentioned arm 40 (its radially oriented portion 40R) is fitted into a portion of the slot 33S extending from the outer periphery of the rotor to the center (see FIG. 2(B)).
以上のように構成されていることにより、ロータ３３は、モータによって回転駆動されるアーム４０（の径方向に配向された部位４０Ｒ）により、回転駆動され得る。これにより、ロータ３３のホールド部３３Ｈに設けられた複数のホールド孔３３Ａに収容された試料のうち任意の試料を、後述するロッド５０の前方に位置付け、当該ロッド５０の前方（紙面の手前側）への移動により、実験空間内に放出することができる。 With the above configuration, the rotor 33 can be rotationally driven by (the radially oriented portion 40R of) the arm 40 that is rotationally driven by the motor. As a result, any sample accommodated in the plurality of holding holes 33A provided in the holding part 33H of the rotor 33 is positioned in front of the rod 50, which will be described later, and in front of the rod 50 (on the near side in the paper). can be released into the experimental space.
なお、図２（Ａ）に示された符号３４は、ロータ３３が組み付けられたベースプレート３２の前面に取り付けられたカバープレートである。 Note that the reference numeral 34 shown in FIG. 2(A) is a cover plate attached to the front surface of the base plate 32 to which the rotor 33 is assembled.
カバープレート３４には、ロータ３３のスロット３３Ｓがベースプレート３２のスロット３２Ｓと同一の位相に位置付けられた状態（図２（Ｂ）に示された状態）において、両スロット３３Ｓ，３２Ｓを前方に完全に露出させ得るような形状を有するスロット３４Ｓが設けられている。したがって、ロータ３３のホールド部３３Ｈに設けられた複数のホールド孔３３Ａの全ては、上述した状態においてカバープレート３４によって覆われた状態となり、試料がホールド孔３３Ａから前方へ逸脱することが防止される。 In the cover plate 34, when the slot 33S of the rotor 33 is positioned in the same phase as the slot 32S of the base plate 32 (the state shown in FIG. A slot 34S is provided that has a shape that allows it to be exposed. Therefore, all of the plurality of holding holes 33A provided in the holding part 33H of the rotor 33 are covered by the cover plate 34 in the above-described state, and the sample is prevented from deviating forward from the holding holes 33A. .
一方、ロータ３３のホールド部３３Ｈに設けられた複数のホールド孔３３Ａのうちの１つが、カバープレート３４のスロット３４Ｓと同一の位相に位置付けられた状態においては、試料カートリッジ２０内において収容スペース２１よりも後方に格納されているロッド５０を前方に移動させることにより、ホールド孔３３Ａ内に収容された試料を実験空間内に放出することができる。 On the other hand, when one of the plurality of holding holes 33A provided in the holding portion 33H of the rotor 33 is positioned in the same phase as the slot 34S of the cover plate 34, By moving the rod 50 stored at the rear forward, the sample accommodated in the hold hole 33A can be discharged into the experimental space.
なお、カバープレート３４は、ロータ３３のホールド孔３３Ａへの試料の装填状況を視認できるよう、透明な材料（例えば、ポリカーボネート）から成ることが好ましい。 Note that the cover plate 34 is preferably made of a transparent material (for example, polycarbonate) so that the loading status of the sample into the holding hole 33A of the rotor 33 can be visually confirmed.
以上のように構成された本発明の実施形態の試料カートリッジ２０は、試料ホルダ３０のうち少なくともベースプレート３２及びロータ３３がテフロン（登録商標）から成ることを特徴としている（第１の特徴）。 The sample cartridge 20 of the embodiment of the present invention configured as described above is characterized in that at least the base plate 32 and rotor 33 of the sample holder 30 are made of Teflon (registered trademark) (first feature).
テフロンは、帯電列（正／負に帯電しやすい順に物質を並べた表）において、最も負に帯電しやすい物質とされている。したがって、テフロン製のロータ３３のホールド部３３Ｈに保持された球状の試料がホールド孔３３Ａ内で転動した場合、当該ホールド孔３３Ａの内壁及びテフロン製のベースプレート３２のレール部３２Ｒとの摩擦により、試料は正に帯電することとなる。試料は、試料カートリッジの実験空間において加熱される際、熱電子の放出により正に帯電することになるので、試料が加熱前に既に正に帯電していることは、試料を実験空間内で安定的に浮遊させるうえで有利である。 Teflon is considered to be the substance that is most likely to be negatively charged in the electrification series (a table listing substances in order of how likely they are to be positively/negatively charged). Therefore, when a spherical sample held in the hold part 33H of the Teflon rotor 33 rolls within the hold hole 33A, due to friction between the inner wall of the hold hole 33A and the rail part 32R of the Teflon base plate 32, The sample becomes positively charged. When the sample is heated in the experimental space of the sample cartridge, it becomes positively charged due to the emission of thermionic electrons, so the fact that the sample is already positively charged before heating makes it stable in the experimental space. This is advantageous for making it float.
ここで、試料とテフロン製の試料ホルダ３０（ベースプレート３２及びロータ３３）との摩擦は、例えば静電浮遊炉が宇宙空間（国際宇宙ステーション内など）で運用される場合には、当該静電浮遊炉をロケットにより打ち上げる際の振動によっても実現することができる。しかしながら、当該摩擦を更に積極的に実現するため、本発明の実施形態の試料カートリッジ２０は、試料をロッド５０によって実験空間内に放出する前におけるアーム４０によるロータ３３の回転駆動態様に特徴を有している（第２の特徴）。 Here, the friction between the sample and the Teflon sample holder 30 (base plate 32 and rotor 33) is the This can also be achieved by the vibrations generated when the furnace is launched by a rocket. However, in order to more actively achieve this friction, the sample cartridge 20 according to the embodiment of the present invention is characterized by the manner in which the rotor 33 is rotationally driven by the arm 40 before the sample is discharged into the experimental space by the rod 50. (second characteristic).
アーム４０を回転駆動するモータは、時計回り及び反時計回りの両方向に回転可能であり、且つ、その回転速度を可変に制御可能である。そこで、試料をロッド５０によって実験空間内に放出する前に、アーム４０は、時計回りと反時計回りに交互に回転駆動（換言すれば、周方向において往復移動）される。これにより、試料は、ホールド孔３３Ａ内で激しく転動し、当該ホールド孔３３Ａの内壁及びテフロン製のベースプレート３２のレール部３２Ｒとの摩擦により、強く正に帯電することとなる。 The motor that rotationally drives the arm 40 can rotate both clockwise and counterclockwise, and its rotational speed can be variably controlled. Therefore, before the sample is discharged into the experimental space by the rod 50, the arm 40 is rotated alternately clockwise and counterclockwise (in other words, reciprocated in the circumferential direction). As a result, the sample rolls violently within the hold hole 33A, and becomes strongly positively charged due to friction between the inner wall of the hold hole 33A and the rail portion 32R of the Teflon base plate 32.
ここで、上述した回転駆動における時計回り及び反時計回りのそれぞれの方向における回転速度及び往復回数は、実験空間内での静電気力による浮遊にとって十分な程度に試料が正に帯電するよう、適宜に選択することができる。一例として、回転速度は６０～１２０ｒｐｍとすることができ、往復回数は２５～５０回とすることができる。 Here, the rotational speed and number of reciprocations in each of the clockwise and counterclockwise directions in the rotational drive described above are determined appropriately so that the sample is positively charged to a sufficient extent for suspension by electrostatic force in the experimental space. You can choose. As an example, the rotation speed may be 60-120 rpm, and the number of reciprocations may be 25-50.
なお、試料ホルダにおけるロータの構造を変更することにより、上述したものとは異なる態様の回転駆動を通じて試料を帯電させることができる。 Note that by changing the structure of the rotor in the sample holder, the sample can be charged through rotational driving in a manner different from that described above.
図３は、試料ホルダにおけるロータの変形例を示す概略説明図である。このロータ１３３は、テフロン製であって、それぞれが球状の試料Ｓ（１個を除いて図示省略）を収容する複数のホールドスロット１３３Ｓを備えている。複数のホールドスロット１３３Ｓは、半径Ｒｐｃのピッチ円ＰＣ上に等間隔で配置されており、各ホールドスロット１３３Ｓは、試料よりも大きな半径Ｒｓを有する円形の輪郭を有している。そして、ピッチ円ＰＣの半径Ｒｐｃは、
Ｒｐｃ＞Ｒｒ－Ｒｓ
となるように選定されている（ここに、Ｒｒはロータ１３３の半径）。これにより、各ホールドスロット１３３Ｓは、半径Ｒｓの円の一部（ロータ１３３の外周側）が切り欠かれた形状を有することとなる。
FIG. 3 is a schematic explanatory diagram showing a modification of the rotor in the sample holder. This
Rpc>Rr-Rs
(where Rr is the radius of the rotor 133). As a result, each
また、ロータ１３３の外周は、テフロン製のベースプレート１３２の円周壁１３２Ｗによって取り囲まれており、両者の間には微小な間隙Ｇが設けられている。
Further, the outer periphery of the
以上のように構成されたロータ１３３は、試料をロッドによって実験空間内に放出する前に、図示を省略した回転駆動機構によって、所定の時間、高速で回転駆動される（この場合、回転方向は時計回り又は反時計回りのいずれであってもよい）。これにより、各ホールドスロット１３３Ｓに収容された試料は、図３の下部に模式的に示したように、遠心力によって径方向外側へ押し付けられ、テフロン製のベースプレート１３２の円周壁１３２Ｗとの摩擦を通じて、強く正に帯電することとなる。
The
なお、以上においては、試料ホルダ３０（ベースプレート３２及びロータ３３）を構成する材料としてテフロンを採用した場合について説明したが、当該材料としては、帯電列において、より負に帯電しやすい側に位置付けられている任意の材料を採用可能である。 In addition, although the case where Teflon was adopted as the material constituting the sample holder 30 (base plate 32 and rotor 33) has been described above, the material is located on the side that is more likely to be negatively charged in the electrification series. Any suitable material can be used.
１０ 実験空間部
２０ 試料カートリッジ
３０ 試料ホルダ
３２ ベースプレート
３２Ｈ 穴
３２Ｒ レール部
３３ ロータ
３３Ａ ホールド孔
３４ カバープレート
10 Experiment space 20 Sample cartridge 30 Sample holder 32 Base plate 32H Hole 32R Rail portion 33 Rotor 33A Hold hole 34 Cover plate
Claims (4)
前記試料ホルダは、
試料カートリッジに取り付けられていると共に、
円形の穴と、当該穴の周囲に配置された環状のレール部と、を備えるベースプレートと、
前記試料を収容する複数のホールド孔又はホールドスロットを有するロータと、
前記ロータを間に挟むように前記ベースプレートに取付けられたカバープレートと、
を備え、
少なくとも前記ベースプレート及び前記ロータは、テフロン（登録商標）から成ることを特徴とする静電浮遊炉用試料ホルダ。 A sample holder for supplying a sample to an experimental space in an electrostatic levitation reactor,
The sample holder includes:
attached to the sample cartridge and
a base plate including a circular hole and an annular rail portion arranged around the hole;
a rotor having a plurality of hold holes or hold slots for accommodating the sample;
a cover plate attached to the base plate so as to sandwich the rotor therebetween;
Equipped with
A sample holder for an electrostatic levitation furnace, wherein at least the base plate and the rotor are made of Teflon (registered trademark).
前記モータは、時計回り及び反時計回りの両方向に回転可能であり、且つ、その回転速度を可変に制御可能であることを特徴とする請求項１に記載の静電浮遊炉用試料ホルダ。 A motor for rotationally driving the rotor is disposed inside the sample cartridge,
2. The sample holder for an electrostatic levitation furnace according to claim 1, wherein the motor is rotatable in both clockwise and counterclockwise directions, and its rotational speed can be variably controlled.
当該方法は、前記複数のホールド孔を有する前記ロータの時計回りの回転と反時計周りの回転を、交互に所定の回数だけ繰り返すステップを含むことを特徴とする方法。 A method for charging the sample held by the electrostatic levitation furnace sample holder according to claim 1 or 2 before supplying it into the experimental space,
The method includes the step of alternately repeating clockwise rotation and counterclockwise rotation of the rotor having the plurality of holding holes a predetermined number of times.
当該方法は、前記複数のホールドスロットを有する前記ロータを、時計回り又は反時計回りのいずれかの方向に回転させるステップを含むことを特徴とする方法。 A method for charging the sample held by the electrostatic levitation furnace sample holder according to claim 1 or 2 before supplying it into the experimental space,
The method includes the step of rotating the rotor having the plurality of holding slots in either a clockwise or a counterclockwise direction.
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 田丸晴香、石川毅彦、岡田純平、中村裕広、大熊隼人、柚木園諭、酒井由美子、高田哲也，"ＩＳＳ搭載用静電浮遊炉の概要"，International Journal of Microgravity Science and Application，日本，日本マイクログラビティ応用学会，2015年01月31日，Vol.32，No.1，pp.320104-1～320104-7，https://doi.org/10.15011/jasma.32.1.320104 |
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