| Project/Area Number |
22K20473
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0401:Materials engineering, chemical engineering, and related fields
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2022-08-31 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | マイクロ引下げ法 / 接触角 / Growth angle / メニスカス / 濡れ性 / 形状制御 / 合金線材 / 単結晶育成 / マイクロ引き下げ法 / 形状制御凝固 |
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| Outline of Research at the Start |
濡れ性の低い系におけるマイクロ引き下げ法（Dewetting μ-PD法）は、近年開発された表面張力を利用した形状制御単結晶育成法であり、従来は機械加工が困難とされた難加工性高融点材料をシングルプロセスで高速に線材化することが可能である。本手法ではしばしば、結晶径が正の引下げ速度依存性を示すことによって、数百mm/minの引下げ速度においても形状制御性を維持することが可能となる。従来の濡れ性の比較的良好な系におけるμ-PD法では見られないこの特徴に対し、本研究では、前進接触角の速度依存性の観点から検証を行い、新物質探索や新たな工業手法としての適用可能性を探る。
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| Outline of Final Research Achievements |
The micro-pulling-down method in a low-wettability system (dewetting μ-PD method) is a recently developed high speed, shape controlling, surface tension based single crystal growth method that enables rapid wire production in a single process of difficult-to-machine materials previously thought to be impossible to machine.
Unlike conventional methods, this method exhibits features such as a positive dependence of crystal diameter on pulling rate, which was expected to be influenced by the rate dependence of the advancing contact angle. In this study, the influence of the advancing contact angle was confirmed by measuring the growth angle, and by comparing the deviation between the theoretical value and the value predicted from the crystal growth test, it was shown that the advancing contact angle and its velocity dependence varied depending on the system.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
濡れ性の低い系におけるマイクロ引下げ法（Dewetting μ-PD法）によれば、IrやRuといった融点が2,000℃を超える合金の単結晶長尺線材をシングルプロセスで製造することができる。工業的な水準として、線径0.8 mmに対して±10 μm以下の形状制御性が求められてきたが、Dewetting μ-PD法では従来の結晶育成法における形状制御の指針が適用できないことが課題であった。本研究によって、Growth angleと前進接触角の速度依存性を考慮することにより、目的の線径を得るための結晶育成条件の最適化を行うことが可能となった。
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