炭化シリコンウィスカ：特性評価と空力行動

炭化シリコン（SIC）ひげは、幅広い産業用途を備えた繊維のような材料です。材料の産業衛生サンプリングは、労働者への可能な暴露を監視および制御するために採用されています。この研究では、幅の長さの分布、アスペクト比、粒子密度、空力サイズ分布など、SICウィスカを詳細に特徴づけています。SICウィスカーをエアロゾル化し、フィルター、カスケードインパクター、エアロゾル遠心分離機のサンプルを採取しました。フィルターサンプルからの電子顕微鏡により決定されたSIC繊維の直径分布は、二変量の対数正規分布に従うことがわかりました。繊維エアロゾルの空力サイズは、粒子の寸法と密度だけでなく、流れに関する軸の方向にも依存します。結果は、衝撃因子から得られた空力サイズ分布が、繊維の長軸が収集基板に向かって流れに平行であると仮定して、予測値と一致していることを示しています。一方、エアロゾル遠心分離機の空力サイズは、垂直方向の結果と一致していました。遠心データと比較して、インパクターデータの場合、より大きな空力サイズ（20〜25％）が得られました。カスケード衝撃データから推定された呼吸可能な画分は65％であり、二変量解析からの推定値（67％）と一致していましたが、エアロゾル遠心分離機の推定画分（76％）よりも小さくなりました。結果は、繊維寸法の二変量解析で得られたデータがカスケードインパクターデータと良好な相関があることを示しており、このアプローチを使用して、空力エアロゾルの空力サイズ分布とサイズ選択画分を予測することができます。

Silicon carbide (SiC) whiskers are fiberlike materials with a wide range of industrial applications. Industrial hygiene samplings of the material are taken to monitor and control possible exposures to workers. This study characterizes an SiC whisker in detail, including its width-length distribution, aspect ratio, particle density, and aerodynamic size distribution. The SiC whiskers were aerosolized, and samples from a filter, cascade impactor, and aerosol centrifuge were taken. The diameter-length distribution of SiC fibers determined by electron microscopy from filter samples was found to follow the bivariate lognormal distribution. The aerodynamic size of a fiber aerosol depends not only on the particle dimension and density but also on the orientation of its axis with respect to flow. The results show that the aerodynamic size distribution obtained from the impactor was consistent with the predicted value, assuming the long axis of the fiber was parallel to the flow toward the collection substrate. On the other hand, the aerodynamic size in the aerosol centrifuge was consistent with results for a perpendicular orientation. A larger aerodynamic size (20-25%) was obtained in the case of impactor data as compared with centrifuge data. The respirable fraction estimated from the cascade impactor data was 65%, consistent with the estimate from bivariate analysis (67%) but smaller than the estimated fraction from the aerosol centrifuge (76%). The results show that the data obtained with the bivariate analysis of fiber dimensions had good correlation with the cascade impactor data, and this approach can be used to predict the aerodynamic size distribution and the size-selective fractions for fiber aerosols from filter samples.