2022 Fiscal Year Annual Research Report
完全非接触粘性計測による高温金属融体合金粘性モデルの構築
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20H02490
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
小畠 秀和 同志社大学, 研究開発推進機構, 教授 (10400425)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
笹嶋 尚彦 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (70357127)
杉岡 健一 富山県立大学, 工学部, 准教授 (80438233)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ガスジェット浮遊 / 粘性測定 / 温度計測 / 金属融体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
鋳造や溶接などのプロセスの最適化や新しい技術開発のために、高温で溶融状態にある物質の粘性データが必要とされている。しかし、粘性の報告値には20％ 以上のばらつきがあるため、多成分系の粘性を表すことができるシステマティックなモデルは構築されていない。溶融金属試料と容器との反応についての問題は、電磁浮遊法や静電浮遊法などに代表される浮遊技術によって解決されつつあるが、電磁浮遊法での測定では、振動の励起を引き起こす電磁攪拌力の存在、静電浮遊法では雰囲気制御が困難であるため粘性測定は難しい。本研究では密閉型ガスジェット浮遊装置を利用した雰囲気を制御した非接触での粘性測定を試みた。
2022年度では、ガスジェット浮遊装置での液滴振動法による溶融金属の粘性測定と非接触での放射率に依存しない温度計測を行った。 本研究で製作した密閉型ガスジェット浮遊装置に音響装置を組み込み溶融金属の表面振動を励起させ、粘性測定に必要な表面振動の減衰過程を高速度カメラで撮影し解析した。溶融Feおよび溶融Niに対して粘性測定を行ったところ、ガス流量を減らすほど、文献値の値に収束する傾向が溶融Fe, Niともに見られた。このことから、ガス気流により液滴内の流れが励起され、測定値に影響を与えていると考えられることから、ガスジェット浮遊法で測定した粘性には液滴内の流れを考慮した補正式が必要であることが示唆される。
非接触での放射率に依存しない2波長反射率比法による温度計測を試みた。本手法を融点で保持した溶融Ni、Cuに対して適用し、温度計測を行ったところ、2波長反射率比法でも融点の温度を再現して求めることができた。このことから、本研究を通じて溶融金属の非接触温度計測に2波長反射率比法が有効であり、放射率が未知の合金に対しても非接触での温度計測ができることが分かった。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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