1989 Fiscal Year Annual Research Report
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01850011
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
真下 茂 熊本大学, 工学部, 助教授 (90128314)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
水田 敏夫 熊本大学, 大学院自然科学研究科, 助手 (80094051)
貞廣 孟史 東芝タンガロイ, 研究部, 主査
山家 菱 東芝タンガロイ, 超高圧製品部, 部長
西田 稔 熊本大学, 工学部, 助教授 (90183540)
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| Keywords | 遠心力 / 拡散 / 沈降 / 超高速回転 / 凝縮系物質 / 原子濃度 / 材料プロセス / 平均場所近似法 |
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| Research Abstract |
気体中や液体中のマクロ粒子のものを除いて凝縮系物質中の遠心力による原子や分子の沈降拡散の研究は基礎研究もほとんど行われていないのが現状である。本研究は凝縮系物質中の原子や分子の拡散を高濃度・高濃度差で実現するために、これまでにない高い遠心力場を発生できる遠心力報散装置を試作し、新しい素材や素子の製造プロセス法を探ろうとするものである。このために平成元年度に本研究に用いる超高速回転装置の設計・製作と拡散の理論解析を行った。理論面では筆者が提案した平均場近似法による二成分系の非線形拡散理論を三成分系以の多成分の平衡状態の濃度と密度とその時間変化を数値計算によって解析した。この理論を用いると多成分系でも任意の原子条件、化学条件、境界条件で、原子濃度や密度分布を計算することができ、その解析結果、達成できる濃度比は加速度場がある程度以上大きくなると自己相互作用により一定値に近づくこと、原子容の比、絶対的な濃度比が小さいほど大きくなること、活動度係数が大きいほど拡散が遅くなること、また、三成分では三成分の相互作用によって濃度や密度分布に最大値や階段状構造を示すことや拡散係数の交差効果によって拡散の促進作用があること、などの興味深い知見が得られた。実験装置では性能が5kg/cm^3、5m^3/minのスクリュ-型コンプレッサ-を購入し、これを動力源にした高トルクのエアタ-ビン型超高速回転装置の設計・製作を行った。今年度は常温圧縮空気を用いて本装置の試験を行い、直径50mm程度の試料容器で10万rpm以上の超高速回転が実現できることを確認した。そして、平成二年度に、燃焼器を本装置に付加して、圧縮空気の温度を700度C程度まで加熱し、15万回転以上の回転を達成する予定である。
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