2001 Fiscal Year Annual Research Report
超音波による粉体焼結プロセスのオンラインモニタリング
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12650711
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
井原 郁夫 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (80203280)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
相澤 龍彦 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (10134660)
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| Keywords | 超音波 / 紛体焼結 / プロセスモニタリング / 高温 / プラズマ焼結 / 高音センサー / 波動伝播シミュレーション |
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| Research Abstract |
超音波による焼結型内部のモニタリングに関する開発研究を行った.得られた主な結果は以下のとおりである.
(1)高温超音波センサーの設計・試作
高温場で安定した音響性能を維持しうるバッファーロッドを用いた超音波センサーを開発した.バッファーロッドの幾何形状設計の効率化をはかるために数値シミュレーションの利用について検討し,その有効性を実証した.二次元差分法解析によりバッファーロッド内のパルス超音波伝播挙動を系統的かつ詳細に調べ,合理的なセンサー設計を行った.バッファーロッド材料として微粒子・高密度のアルミナを採用した.これにより高温場での使用に耐え,かつ超音波減衰の少ないパルスエコー計測が実現できた.
(2)計測システムの構築
グラフィカルソフトウェアLabVIEWを用いた超音波パルスエコー計測・解析システムを構築した.これにより30Waves/secのリアルタイム計測および信号処理が可能となった.
(3)焼結モニタリングに関する基礎実験
開発した超音波計測システムを既存のプラズマ焼結装置に設置したところ,超音波センサーは1000℃程度まで安定であること,また,500℃程度での超音波計測が可能であることが確認された.次に,超音波伝播特性の向上とそのSelf-reference化を図るために,アルミナプラズマ溶射によりバッファロッド表面を被覆し,その高温材料特性を調べた.さらに,この超音波センサーによる温度センシング,密度センシング,プロセスモニタリングについて検討した.
(4)克服すべき問題
高温計測に耐え得る最適な超音波カプラーを模索,開発することが今後の重要な課題である
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[Publications] I.IHARA, C-K.JEN, D.RAMOSFRANCA: "Materials Evaluations in Molten Metal Using a Focused Ultrasonic Sensors : Application to Molten Zinc"Advances in Technology of Materials and Materials Processing Journal. 3. 45-50 (2001)
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[Publications] A.-U.REHMAN, C-K.JEN, I.IHARA: "Ultrasonic Probes for High Temperature Immersion Measurements"Measurement Science and Technology. 12. 306-312 (2001)
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[Publications] C.-K.JEN, D.R.FRANCA, Z.SUN, I.IHARA: "Clad Polymer Buffer Pods for Process Monitoring"Ultrasonics. 39-2. 89-89 (2001)
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[Publications] 井原郁生, CHENG-KUEI JEN: "高音超音波センサーによる溶融金属モニタリング"検査技術. 6-11. 19-23 (2001)
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[Publications] D.RAMOS FRANCA, I.IHARA, C-K.JEN: "Ultrasonic fields of clad buffer rods imaging probes"International Acoustical Imaging Symposium, Windsor. 1 (2001)
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[Publications] I.Ihara, Y.Dikky Burhan, S.Kamado, H.Aso, Y.Kojima: "On-line Monitoring of Liquid Magnesium using a High Temperature Ultrasonic Probe"2nd International Conference on Platform Science and Technology for Advanced Magnesium Alloys, Osaka. (To appear). (2003)
