JP2018141208A - 超音速フリージェット物理蒸着装置で用いる超音速ノズル、超音速フリージェット物理蒸着装置で用いる超音速ノズルの製造方法、超音速フリージェット物理蒸着装置で用いる超音速ノズルの設計方法及びコンピュータプログラム - Google Patents
超音速フリージェット物理蒸着装置で用いる超音速ノズル、超音速フリージェット物理蒸着装置で用いる超音速ノズルの製造方法、超音速フリージェット物理蒸着装置で用いる超音速ノズルの設計方法及びコンピュータプログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018141208A JP2018141208A JP2017036799A JP2017036799A JP2018141208A JP 2018141208 A JP2018141208 A JP 2018141208A JP 2017036799 A JP2017036799 A JP 2017036799A JP 2017036799 A JP2017036799 A JP 2017036799A JP 2018141208 A JP2018141208 A JP 2018141208A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- outlet
- supersonic
- flow path
- cross
- throat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 title claims description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 15
- 238000004590 computer program Methods 0.000 title claims description 8
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 65
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 19
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 16
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 16
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 abstract description 12
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 39
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 22
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 20
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 18
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 16
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 14
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 14
- 230000006870 function Effects 0.000 description 13
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000004093 laser heating Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Nozzles (AREA)
Abstract
Description
以下、本発明の実験例について説明する。図8に示したようなSFJ−PVD装置100aにおいて、同じ成膜の条件により、スロート部4、流出口側空洞部5及び流出口部6にかけての横断面の形状が矩形である超音速ノズル1と、横断面の形状が円形である超音速ノズルとを用いて、長さ52mm×幅28mm×厚さ1mmの無酸素銅の基板113の上の7mm×7mmのエリアに成膜した。横断面の形状が矩形である超音速ノズル1と、横断面の形状が円形である超音速ノズルとのいずれにおいても、流路10に流体として流されたHeガスの比熱比γ=1.667であり、流出口部6での流体のマッハ数Mt=4.2であり、スロート部4の横断面の断面積A*=4mm2であり、流出口部6の断面積A=25.342mm2であった。
Claims (10)
- 流路を流体が流れる方向に直交する横断面での前記流路の断面積が前記流路の各部で変化している超音速フリージェット物理蒸着装置で用いる超音速ノズルであって、
前記流体が流入する流入口部と、
前記流体が流出する流出口部と、
前記流路の各部の中で前記断面積が最小であるスロート部と、
前記流入口部と前記スロート部とを接続する流入口側空洞部と、
前記流出口部と前記スロート部とを接続する流出口側空洞部と、
を備え、
前記流路に前記流体として比熱比(定圧比熱と定容比熱の比)γであるガスが流されたときに、前記流路の各部における前記流体の速度がマッハ数Mの速度となるように、前記流入口部、前記流入口側空洞部、前記流出口側空洞部及び前記流出口部の各部の断面積Aと、前記スロート部の断面積A*とが式(1)を満たす形状となっており、
前記スロート部、前記流出口側空洞部及び前記流出口部での前記流路を前記流体が流れる方向に直交する前記横断面の形状が矩形である、超音速フリージェット物理蒸着装置で用いる超音速ノズル。
- 前記流出口側空洞部は、
前記スロート部に連続する初期膨張部と、
前記流出口部に連続する相殺部と、
を有し、
前記横断面の前記矩形の長辺に直交する縦断面での前記流路の前記流出口側空洞部の内壁面は、前記初期膨張部で発生した膨張波が膨張波同士の衝突によって角度が変化しながら前記相殺部の前記内壁面に衝突する際に発生する圧縮波を相殺するような形状である、請求項1に記載の超音速フリージェット物理蒸着装置で用いる超音速ノズル。 - 前記スロート部での前記横断面の前記矩形の短辺の長さに対する前記矩形の長辺の長さの比は、0.3以上10以下である、請求項1又は2に記載の超音速フリージェット物理蒸着装置で用いる超音速ノズル。
- 流路を流体が流れる方向に直交する横断面での前記流路の断面積が前記流路の各部で変化し、前記流体が流入する流入口部と、流体が流出する流出口部と、前記流路の各部の中で前記断面積が最小であるスロート部と、前記流入口部と前記スロート部とを接続する流入口側空洞部と、前記流出口部と前記スロート部とを接続する流出口側空洞部とを備えた超音速フリージェット物理蒸着装置で用いる超音速ノズルの製造方法であって、
前記流路に前記流体として比熱比(定圧比熱と定容比熱の比)γであるガスが流されたときに、前記流路の各部における前記流体の速度がマッハ数Mの速度となるように、前記流入口部、前記流入口側空洞部、前記流出口側空洞部及び前記流出口部の各部の断面積Aと、前記スロート部の断面積A*とが式(1)を満たす形状とし、
前記スロート部、前記流出口側空洞部及び前記流出口部での前記流路を前記流体が流れる方向に直交する前記横断面の形状を矩形とする、超音速フリージェット物理蒸着装置で用いる超音速ノズルの製造方法。
- 前記流出口側空洞部に、前記スロート部に連続する初期膨張部と、前記流出口部に連続する相殺部とを含め、
前記横断面の前記矩形の長辺に直交する縦断面での前記流路の前記流出口側空洞部の内壁面を、前記初期膨張部で発生した膨張波が膨張波同士の衝突によって角度が変化しながら前記相殺部の前記内壁面に衝突する際に発生する圧縮波を相殺するような形状とする、請求項4に記載の超音速フリージェット物理蒸着装置で用いる超音速ノズルの製造方法。 - 前記スロート部での前記横断面の前記矩形の短辺の長さに対する前記矩形の長辺の長さの比を、0.3以上10以下とする、請求項4又は5に記載の超音速フリージェット物理蒸着装置で用いる超音速ノズルの製造方法。
- 流路を流体が流れる方向に直交する横断面での前記流路の断面積が前記流路の各部で変化し、前記流体が流入する流入口部と、流体が流出する流出口部と、前記流路の各部の中で前記断面積が最小であるスロート部と、前記流入口部と前記スロート部とを接続する流入口側空洞部と、前記流出口部と前記スロート部とを接続する流出口側空洞部とを備えた超音速フリージェット物理蒸着装置で用いる超音速ノズルの設計方法であって、
前記流路に前記流体として比熱比(定圧比熱と定容比熱の比)γであるガスが流されたときに、前記流路の各部における前記流体の速度がマッハ数Mの速度となるように、前記流入口部、前記流入口側空洞部、前記流出口側空洞部及び前記流出口部の各部の断面積Aと、前記スロート部の断面積A*とが式(1)を満たす形状とし、
前記スロート部、前記流出口側空洞部及び前記流出口部での前記流路を前記流体が流れる方向に直交する前記横断面の形状を矩形とする、超音速フリージェット物理蒸着装置で用いる超音速ノズルの設計方法。
- 前記流出口側空洞部に、前記スロート部に連続する初期膨張部と、前記流出口部に連続する相殺部とを含め、
前記横断面の前記矩形の長辺に直交する縦断面での前記流路の前記流出口側空洞部の内壁面を、前記初期膨張部で発生した膨張波が膨張波同士の衝突によって角度が変化しながら前記相殺部の前記内壁面に衝突する際に発生する圧縮波を相殺するような形状とする、請求項7に記載の超音速フリージェット物理蒸着装置で用いる超音速ノズルの設計方法。 - 前記スロート部での前記横断面の前記矩形の短辺の長さに対する前記矩形の長辺の長さの比を、0.3以上10以下とする、請求項7又は8に記載の超音速フリージェット物理蒸着装置で用いる超音速ノズルの設計方法。
- 請求項7〜9のいずれか1項に記載の超音速フリージェット物理蒸着装置で用いる超音速ノズルの設計方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017036799A JP6895162B2 (ja) | 2017-02-28 | 2017-02-28 | 超音速フリージェット物理蒸着装置で用いる超音速ノズル、超音速フリージェット物理蒸着装置で用いる超音速ノズルの製造方法、超音速フリージェット物理蒸着装置で用いる超音速ノズルの設計方法及びコンピュータプログラム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017036799A JP6895162B2 (ja) | 2017-02-28 | 2017-02-28 | 超音速フリージェット物理蒸着装置で用いる超音速ノズル、超音速フリージェット物理蒸着装置で用いる超音速ノズルの製造方法、超音速フリージェット物理蒸着装置で用いる超音速ノズルの設計方法及びコンピュータプログラム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018141208A true JP2018141208A (ja) | 2018-09-13 |
JP6895162B2 JP6895162B2 (ja) | 2021-06-30 |
Family
ID=63526454
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017036799A Active JP6895162B2 (ja) | 2017-02-28 | 2017-02-28 | 超音速フリージェット物理蒸着装置で用いる超音速ノズル、超音速フリージェット物理蒸着装置で用いる超音速ノズルの製造方法、超音速フリージェット物理蒸着装置で用いる超音速ノズルの設計方法及びコンピュータプログラム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6895162B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110543192A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-12-06 | 北京七星华创流量计有限公司 | 基于压力检测的质量流量控制方法及装置 |
CN110569547A (zh) * | 2019-08-06 | 2019-12-13 | 西安理工大学 | 一种等离子体发生器的超声速喷管及其设计方法 |
CN112442664A (zh) * | 2019-08-30 | 2021-03-05 | 泽瓦薄膜技术股份有限公司 | 用于涂覆基底的装置、方法和系统以及超导的带状导体 |
CN113039306A (zh) * | 2019-04-19 | 2021-06-25 | 株式会社爱发科 | 蒸镀源以及蒸镀装置 |
-
2017
- 2017-02-28 JP JP2017036799A patent/JP6895162B2/ja active Active
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110543192A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-12-06 | 北京七星华创流量计有限公司 | 基于压力检测的质量流量控制方法及装置 |
CN113039306A (zh) * | 2019-04-19 | 2021-06-25 | 株式会社爱发科 | 蒸镀源以及蒸镀装置 |
CN113039306B (zh) * | 2019-04-19 | 2023-06-06 | 株式会社爱发科 | 蒸镀源以及蒸镀装置 |
CN110569547A (zh) * | 2019-08-06 | 2019-12-13 | 西安理工大学 | 一种等离子体发生器的超声速喷管及其设计方法 |
CN110569547B (zh) * | 2019-08-06 | 2022-10-14 | 西安理工大学 | 一种等离子体发生器的超声速喷管及其设计方法 |
CN112442664A (zh) * | 2019-08-30 | 2021-03-05 | 泽瓦薄膜技术股份有限公司 | 用于涂覆基底的装置、方法和系统以及超导的带状导体 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6895162B2 (ja) | 2021-06-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6895162B2 (ja) | 超音速フリージェット物理蒸着装置で用いる超音速ノズル、超音速フリージェット物理蒸着装置で用いる超音速ノズルの製造方法、超音速フリージェット物理蒸着装置で用いる超音速ノズルの設計方法及びコンピュータプログラム | |
CA2688108C (en) | Cold gas dynamic spray apparatus, system and method | |
JP4989859B2 (ja) | コールドスプレー用ノズルならびにこれを利用したコールドスプレー装置及び方法 | |
JP5395644B2 (ja) | 超音速ノズル設計装置、プログラム、超音速ノズル製造方法及び超音速ノズル | |
US5573682A (en) | Plasma spray nozzle with low overspray and collimated flow | |
CN108421649B (zh) | 一种矩形超音速喷嘴及其设计方法 | |
JP2925331B2 (ja) | 極低温粒子ブラストシステム用ノズル | |
US20040046130A1 (en) | Apparatus and method for synthesizing films and coatings by focused particle beam deposition | |
KR100776194B1 (ko) | 콜드 스프레이용 노즐 및 이를 이용한 콜드 스프레이 장치 | |
AU2020201568B2 (en) | Sound booster | |
JP2018178970A (ja) | 流体式推力方向制御装置 | |
EP2110178A1 (en) | Cold gas-dynamic spray nozzle | |
Arun Kumar et al. | Empirical scaling analysis of supersonic jet control using steady fluidic injection | |
Kumar et al. | Characteristics of a supersonic elliptic jet | |
JP5620137B2 (ja) | 超音速ノズルおよび切削工具 | |
US4875810A (en) | Apparatus for controlling fine particle flow | |
JP5845733B2 (ja) | コールドスプレー用ノズル、及びコールドスプレー装置 | |
Sharma et al. | Investigation of a modified circular nozzle for cold spray applications | |
Azarmi et al. | Spray pattern of aluminum coatings with the rectangular cross-section nozzle calculated by the computational fluid dynamics (CFD) in high-pressure cold spraying | |
KR100776537B1 (ko) | 콜드 스프레이용 노즐 및 이를 이용한 콜드 스프레이 장치 | |
JPS62253772A (ja) | 成膜装置 | |
Otobe et al. | Hysteretic phenomenon of underexpanded moist air jet | |
Alkhimov* et al. | Dynamics of fine particles during impingement of jets on a body with a needle | |
Akin et al. | A Study on the Effect of Nozzle Geometrical Parameters on Supersonic Cold Spraying of Droplets | |
JPH043255B2 (ja) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200228 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20201225 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210202 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210331 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210511 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210531 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6895162 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |