2007 Fiscal Year Annual Research Report
無加圧超微細造形を目的とした超音波振動下における軽合金溶湯の凝固過程の解明
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19760517
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
田村 賢 The University of Tokyo, 大学院・ 工学系研究科, 産学官連携研究員 (20367832)
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| Keywords | 鋳造工学 / 超音波振動 |
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| Research Abstract |
超音波加振下における鋳型内表面では,溶湯とのみかけの濡れ性が向上し,鋳型内面形状の鋳物表面への精密な転写に大いに寄与するものと考えられる.超音波振動の印加が,どのようなメカニズムで転写性(密着性)向上に寄与するのかを明らかにすることが本研究の目的である.そのためには,液体中において,超音波キャビテーションが固体表面で崩壊するときに固体に及ぼす実効的な力を測定することが不可欠である,Sn合金(融点約230℃)溶湯中でキャビテーションを発生させ,そのキャビテーション発生部近傍に配置した金属試料に働く実効的な力を測定するための冶具・測定系を作製した.これを用いて,Sn合金溶湯中の金属試料に働く実効的な力を調べた.振動周波数が40kHz,振幅が約7μmの振動端と金属試料との距離が0.5mmの場合,金属試料には,約87mNの吸引力が作用する.キャビテーションの形成・消滅挙動の調査として,金属試料表面に記録されたキャビテーションアタックの痕跡の観察を行った,その結果,試料表面で崩壊し吸引力を発現させるキャビテーションバブルの単位時間当たりの数密度が評価できた.キャビテーション現象に伴う音をマイクロフォンで収録した.音響測定のデータの周波数解析を行った結果,振動周期と相関のあるキャビテーションノイズが分離できた.また,金属試料に設けた幅350μmの溝へ溶融Sn合金を速やかに充填することに成功し,精密な転写が可能であることが証明された.
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