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2007 Fiscal Year Annual Research Report

赤外線カメラを用いたメルトスピンによる急速凝固過程の解明

Research Project

Project/Area Number 17686063
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

長汐 晃輔  The University of Tokyo, 大学院・工学系研究科, 講師 (20373441)

Keywordsメルトスピン / 急速凝固 / シリコン / 赤外カメラ / 冷却基板 / 熱伝達係数
Research Abstract

昨年度までに,液滴/基板界面の冷却過程を映像化したが,赤外カメラの低い時間分解能ゆえ急冷凝固において最も重要な初期接触時の挙動は明確になっていない.そこで,今年度は,サファイア基板を用い時間分解能150kHz及び空間分解能0.012mm/pixelの高速ビデオカメラにより接触初期に着目して実験を行った.496K過冷した液滴の基板接触直後中心部では,凝固潜熱の放出による輝度の上昇が観察され,時間と共に外側へと拡がっていった.0.1005msで明るいリングの内側に,液滴が基板に接触したときに巻き込まれた空気が黒いシミとして観察され,その後その領域を拡大していった.これは,巻き込まれた空気同士が結合することで,面積/体積比を小さくし界面エネルギーを小さくしているためであると考えられる.ガスの巻き込みを実験にて初めて可視化した今回の結果は,液滴中心部と基板界面での冷却機構が,液/固界面または固/固界面での伝熱だけでなぐ,気体を介した伝熱,輻射熱も考慮する必要があり,より複雑な冷却過程を経ていることを意味している.3年間のまとめとして,融液/基板界面では,熱伝達係数は基板に垂直方向の融液からの圧力に依存し,また空気の巻き込み等微視的に多くの要因を考慮する必要があることがわかった.

  • Research Products

    (16 results)

All 2008 2007

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Formation of Hexagonal Metastable phase from an undercooled LuFeO_3 melt in an atmosphere with low oxygen partial pressure2008

    • Author(s)
      M. S. Vijaya Kumar, K. Nagashio. T. Hibiya, and K. Kuribayashi
    • Journal Title

      J. Am. Ceram. Soc. 91

      Pages: 806-812

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Orientation analysis of hexagonal dendrite formed from undercooled melt of □-FeSi_22008

    • Author(s)
      K. Nozaki, K. Nagashio, and K. Kuribayashi
    • Journal Title

      Metal. Mater. Trans. A 39A

      Pages: 135-141

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 低コスト・省資源を実現する太陽電池用Si球状結晶の育成2008

    • Author(s)
      長汐晃輔, 安藤等, 山崎智裕, 栗林一彦, 田島道夫
    • Journal Title

      まてりあ 47

      Pages: 147-153

  • [Journal Article] In-situ observation of formation of metastable rare-earth iron garnet by splat quenching2007

    • Author(s)
      K. Nagashio, K. Kuribayashi, O. Yamaguchi, and T. Hibiya
    • Journal Title

      J. Am. Ceram. Soc. 90

      Pages: 238-243

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Density and thermal conductivity measurements for silicon melt by electromagnetic levitation under static magnetic field2007

    • Author(s)
      F. Onishi, Y. Inatomi, K. Nagashio, and K. Kuribayashi
    • Journal Title

      Int. J. Thermophysics 28

      Pages: 44-59

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The dynamic process of dendrite fragmentation in solidification from undercooled Si melt using time-resolved X-ray diffraction2007

    • Author(s)
      K. Nagashio. K. Nozaki, K. Kuribayashi, and Y. Katayama
    • Journal Title

      Int. J. Thermophysics 91

      Pages: 061916

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 金属間化合物のデンドライト成長メカニズム-結晶構造の異方性がもたらす多様性-2007

    • Author(s)
      野崎潔, 長汐晃輔, 栗林一彦
    • Journal Title

      日本結晶成長学会誌 34

      Pages: 29-36

  • [Journal Article] Direct observation of the melt/substrate interface in melt spinning2007

    • Author(s)
      K. Nagashio and K. Kuribayashi
    • Journal Title

      Mater Sci. Eng. A 449-451

      Pages: 1033-1035

  • [Journal Article] Novel criterion for formation of metastable phase from undercooled melt2007

    • Author(s)
      K. Kuribayashi, K. Nagashio. K. Niwata, M. S. Vijaya Kumar, and T. Hibiya
    • Journal Title

      Mater Sci. Eng. A 449-451

      Pages: 675-679

  • [Journal Article] Microtexture formation of Ni_<99>B_1 alloys solidified on an ESL and an EML-a study based on the EBSP technique2007

    • Author(s)
      M. Li, T. Ishikawa, K. Nagashio, K. Kuribayashi, S. Yoda
    • Journal Title

      Mater Sci. Eng. A 449-451

      Pages: 684-688

  • [Journal Article] Rapid X-ray diffractometry on the metastable phase during solidification from the undercooled YFeO_3 melt2007

    • Author(s)
      K. Nagashio, K. Kuribayashi, M. S. Vijaya Kumar, K. Niwata, T. Hibiya, A. Mizuno, M. Watanabe, Y. Katayama
    • Journal Title

      Proceedings of the 5th Decennial international conference on solidification processing 2007

      Pages: 326-330

  • [Journal Article] High-speed imaging of quenched interface of an undercooled droplet impinging on a silicon wafer2007

    • Author(s)
      K. Nagashio. K. Kodaira, K. Kuribayashi and T. Motegi
    • Journal Title

      Proceedings of the 5th Decennial international conference on solidification processing 2007

      Pages: 297-300

  • [Presentation] Y_3Al_5O_<12>過冷却液滴の扁平化挙動への粘性の影響2007

    • Author(s)
      長汐晃輔, 小平和弘, 栗林一彦, 茂木徹一
    • Organizer
      141回金属学会秋季大会
    • Place of Presentation
      岐阜,岐阜大
    • Year and Date
      20070900
  • [Presentation] Rapid X-Ray diffractometry of a metastable phase during solidification from the undercooled YFeO_3 melt2007

    • Author(s)
      K. Nagashio, K. Kuribayashi, M. S. Vijaya Kumar, K. Niwata, T. Hibiya, A. Mizuno, M. Watanabe, and Y. Katayama
    • Organizer
      5th Decennial international conference on solidification processing, 2007
    • Place of Presentation
      Sheffield, UK
    • Year and Date
      20070700
  • [Presentation] High-speed IR imaging of a quenched interface of an undercooled droplet impinging on a silicon wafer2007

    • Author(s)
      K. Nagashio, K. Kodaira, K. Kuribayashi, and T. Motegi
    • Organizer
      5th Decennial international conference on solidification processing, 2007
    • Place of Presentation
      Sheffield, UK
    • Year and Date
      20070700
  • [Presentation] 基板上に落下させたY_3Al_5O_<12>液滴の扁平化及び凝固挙動のその場観察2007

    • Author(s)
      長汐晃輔, 小平和弘, 栗林一彦, 茂木哲一
    • Organizer
      85回溶射協会全国講演大会
    • Place of Presentation
      大阪・大阪市
    • Year and Date
      20070600

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Published: 2010-02-04   Modified: 2016-04-21  

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