2010 Fiscal Year Annual Research Report
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21560773
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| Research Institution | Osaka Sangyo University |
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Principal Investigator |
杉山 明 大阪産業大学, 工学部, 教授 (10335375)
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| Keywords | 直接観察 / 鋳造欠陥 / 透過X線イメージング |
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| Research Abstract |
Al合金中で形成される気泡を観察するため、高輝度透過光および産業用X線透過装置を利用した。観察はSPring8におけるイメージングビームライン(BL20B2)で行った。試料(工業用純Al)は減圧雰囲気の密閉チャンバー内において、アルミナ製鋳型内で溶解した。
溶融Al内へは外径0.3mm内径0.15mmSUS304製細管を用いた。高純度Arの圧力、流量を制御しつつ溶融Al内に導入した結果、雰囲気温度700℃、ガス流量0.1ml/min、ガス圧力0.15MPaにおいて気泡の形成が確認された。得られた気泡は球形に近く、気液界面は明瞭であった。しかしながら、撮像素子の時間分解能が低く、気泡形成過程の詳細観察はできなかった。一方、溶融Al中を上昇する気泡挙動を観察するため、産業用X線発生装置と高速度ビデオカメラを用いて観察を行った。工業用純Alはアルミナ製鋳型内において、大気圧下、雰囲気温度860℃で溶解した。高純度ArはSUS304細管を利用して導入した。ガス流量21ml/min、ガス圧力0.18MPaにおいて気泡の上昇を確認し、毎秒1000コマで記録した。溶融Al中の気泡は水中の場合と異なり、球形に近い状態を保持したまま上昇した。
界面エネルギーによる影響が大きいと考えられる。なお、観察した移動距離は約50mmあり、終端速度に達していない。上昇過程においては、気泡背後に生じる乱流によって軌跡の揺れが観察された。次年度以降、SPring8における観察において気泡発生時の挙動を詳細観察する共に、移動距離の大きな鋳型を作成し、産業用X線による観察において気泡の上昇挙動をより詳細に観察する予定である。
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