독립적 인 행정 기관, 국립 선진 산업 과학 기술 연구소 (Yoshikawa Hiroyuki의 회장) (이하 "AIST"), Electronics Research Division [Ito Junji]는 NEC Machinery Co, Ltd [Takasaki Isao]와 공동으로 일했습니다단바카라 규칙우리는 빠르게 성장할 수있는 세계에서 가장 작은 데스크탑 고성능 단바카라 규칙 재배 장치를 성공적으로 개발했습니다 정기적 인 가정용 배출구 (100 볼트) 만 있으면 재료는 5 분 만에 2,000 ° C 이상으로 가열 될 수 있으며, 루비 및 인공 보석과 같은 단바카라 규칙을 언제 어디서나 만들 수 있습니다
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이것은 AIST와 NEC 기계 사이의 공동 연구 결과입니다 단바카라 규칙 성장 장치의 크기가 줄어들면 장치가 구성됩니다적외선 농축 가열 단바카라 규칙 용광로의 반사기 미러는 효율적인 냉각 용량을 가져야했지만 열 소산 방법과 반사기의 구조를 고안함으로써 인공 루비 보석을 재배 할 수있게되었습니다 이것은 개발 된 장치가 약 2100 ℃의 온도에 도달 할 수 있음을 확인했다 또한 2100 ° C에 도달하는 온도가 약 5 분 안에 도달 할 수 있음을 확인했습니다
이 장치는 대학, 연구 기관, 민간 기업 등의 새로운 무기 재료 개발 속도를 크게 높이고 초등 교육 사이트 및 과학 교육 활동에도 기여할 것으로 예상됩니다 이 장치의 무게는 약 80kg이며 W65cm x d62cm x h92cm입니다 이 장치는 곧 NEC 기계에 의해 상용화 될 예정입니다
이 문제에 대해 현재 하나의 특허가 보류 중입니다
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성장 루비 크리스탈
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적외선 농축 가열 단바카라 규칙 성장 장치는 주로 새로운 무기 재료의 개발에 사용되었지만 1986 년옥사이드 고온 초전도기발견되었으며, 이는 초전도 및 자기 특성에 대한 연구 샘플을 개발하는 데 사용되었습니다 재료의 단바카라 규칙화는 초전도 연구에 필수적인 단바카라 규칙 성장 장치의 사용을 통해 초전도 상태와 같은 고체 상태를 바카라 규칙하기 위해보다 상세하고 정확한 실험을 가능하게합니다
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또한, 2000 ° C 이상의 고온 환경을 쉽게 얻을 수있는 저렴하고 작고 안전한 장치는 없었습니다 히터로서 탄소 또는 텅스텐과 같은 높은 융점 재료를 사용하는 전기 용광로는 2000 ℃ 이상의 고온 환경을 제공 할 수 있지만 큰 장비와 산소를 함유 한 대기에는 사용할 수 없다 산소를 함유 한 대기에서 사용할 수 있습니다Molybdenum silicide 히터가있는 전기 용광로에서도 한계는 1700 ° C입니다 따라서 1500 ° C를 초과하는 녹는 점을 가진 새로운 재료의 녹는 실험과 단바카라 규칙 성장 실험은 일반적으로 대학 실험실, 공공 연구 기관 및 대규모 예산을 가진 일부 민간 기업들에 의해서만 수행되었으며, 사립 기업 및 기술 대학의 학생 실험, 고등학교의 과학 실험 및 주니어 고등학교 및 주니어 고등학교에서 고도로 모바일 자료를 검색하는 데 적합하지 않았습니다
위의 배경으로 AIST는 2003 년 4 월 FZ 방법 단바카라 규칙 성장 장비 개발에 관한 FZ 방법의 단바카라 규칙 성장 장비 제조업체 인 NEC Machinery와 공동 연구를 시작했습니다
AIST와 NEC 기계 간의 공동 연구에서, "탁상용 단바카라 규칙 성장 장치의 개발", 기본 설계 및 사양 지침 및 최소 필수 기능이 먼저 바카라 규칙되었습니다 현재 AIST Electronics Research Division은 제안합니다Iconcept를 기반으로, 우리는 사양을 취급하는 사람이 가능한 한 쉽게 작동 할 수 있도록 사양을 고려했습니다 구체적으로, 온도는 2000 ° C 이상으로 올릴 수 있으며, 전원은 일반 가정용 100 볼트 (1500 와트 이하) 배출구로 만 사용할 수 있으며 별도의 냉각수 순환 장치가 필요하지 않으며 가능한 한 작고 저렴합니다 일반적으로, 가열 될 물질 또는 부품의 부피가 작을수록 전기 용광로의 가열 효율이 더 좋습니다 또한, 적외선 농축 가열 유형 단일 바카라 규칙 용광로의 경우 램프에서 재료까지의 거리가 짧을수록 가열 효율이 높아집니다 따라서, 가열 용광로의 소형화는 가열 효율을 향상시키는 데 더 효과적이라고 추측되었다
바카라 규칙된 사양에 기초하여, NEC 기계는 프로토 타입 장치를 수행했으며 AIST는 프로토 타입을 사용하여 대략 2050 ° C의 용융점으로 Ruby (절연체)의 단바카라 규칙을 재배하려고 시도했습니다 (그림 1 참조) 이 시점에서, 장치를 구성하는 적외선 농축 가열 단바카라 규칙 용광로의 할로겐 램프로부터 빛을 수집하는 반사기의 온도는 너무 높았지만 고온 가스를 효율적으로 배출함으로써 반사기의 온도 상승이 해결되었다 그 후, 우리는 약 2100 ° C의 용융점으로 산화물-루테늄 (금속)을 성장시키고 반사기의 온도 상승 문제가 해결되었고 재료가 성공적으로 녹았습니다 이런 식으로, 이번에 개발 된 장치는 단일 바카라 규칙을 성장시키기 위해 2000 ℃ 이상의 용융점으로 절연체와 금속을 녹일 수 있음이 밝혀졌다 상기 이외의 다른 재료, 우리는 또한 거대한 마그네토 레스토랑 효과를 나타내는 망간 산화물의 단바카라 규칙을 재배했으며, 연구 시작시 설계된 바와 같이 오늘날 개발 된 단바카라 규칙 성장 장치의 기본 기능은 본질적으로 이전의 대형 및 비싼 단일 바카라 규칙 성장 장치의 기본 기능과 동일하다는 것을 입증했습니다 (그림 2 참조) AIST에 축적 된 노하우를 기반으로 다양한 재료에 대한 단바카라 규칙 성장 테스트를 수행했습니다 또한, 특정 장치 설계는 NEC 기계의 30 년간의 기술 축적에 적외선 농축 가열 단바카라 규칙 용광로에 크게 의존합니다
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그림 1 : 자란 루비 바카라 규칙, 크리스탈 조각 및 광택 바카라 규칙 조각
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이 공동 연구는 실질적인 사용을위한 데모 실험을 거의 완료했으며 NEC 기계류는 곧 탁상용 단바카라 규칙 성장 장치를 판매하기 시작할 것입니다 가격은 이전 가격의 1/3 미만입니다 전문 연구 활동뿐만 아니라 초등 교육의 과학 실험 및 개인 취미에도 사용할 수 있습니다 또한 단바카라 규칙 성장에 국한되지 않지만 약 2000 ° C의 고온을 얻는 데 쉽고 안전하므로 작은 가열 용광로로 사용할 수 있으며 응용 분야는 매우 큽니다