2015 Fiscal Year Annual Research Report
磁場中凝固による高アスペクト比・規則化ロータスメタルの製法開発と機能材料への応用
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25249107
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| Research Institution | Wakasa wan Energy Research Center |
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Principal Investigator |
中嶋 英雄 公益財団法人若狭湾エネルギー研究センター, 所長 (30134042)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山岸 隆一郎 公益財団法人若狭湾エネルギー研究センター, 技術相談室, 嘱託 (60647048)
安永 和史 公益財団法人若狭湾エネルギー研究センター, 研究開発部, 主任研究員 (20404064)
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| Project Period (FY) |
2013-05-31 – 2016-03-31
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| Keywords | ポーラス材料 / 一方向凝固 / 溶解凝固 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
金属の溶融状態と凝固状態の水素の溶解度差を利用して一方向凝固によって気孔が一方向に揃ったロータス（レンコン）型ポーラス金属を作製することができる。固相から吐き出された水素が固液界面で濃化して固相の気孔の形成源として供給されるならば、気孔の成長は持続して長い気孔が形成されるはずであるが、液相中では重力の影響を受けて対流が起こっている。その結果、濃化するはずの水素が対流によって液相中に広く拡散してしまい、凝固する固相内の気孔の成長に寄与しなくなってしまう。そのために、気孔の長さには限度があり、気孔径に対する気孔長の比、すなわちアスペクト比はせいぜい20程度である。ロータス金属の直線的気孔に冷媒を流して電子機器の放熱器（ヒートシンク）としての応用が考えられているが、直線的・貫通孔が長いほうが望ましい。10テスラの強磁場を金属の溶解凝固過程に印加して融液の対流を抑制し気孔の成長を錯乱する因子を除去することができれば、大きなアスペクト比を有するロータス金属を創製することができると期待される。
本研究ではこの目的を達成するために、10テスラの定常磁場を発生できる無冷媒型超電導マグネットの中心部の空間内に連続鋳造装置を作製した。この連続鋳造装置は、上部に白金抵抗加熱炉を設けその内部にグラファイトるつぼを入れ、マグネシウム素材をセットした。中間部には冷却機能を有する鋳型を設置し、下部にはリニアアクチュエーターによる凝固材の下方への移動機構を設けた。このようにして作製された凝固材をワーヤーカット放電加工機で切断し、気孔サイズ、気孔長さ、気孔方向、気孔率を調べた。その結果、強磁場の印加によりアスペクト比の増大が見出された。
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Remarks |
上記のwebページは本研究代表者が代表取締役を務めるベンチャー企業であり、ロータス金属の製法、性質、応用に関する解説が掲載されている。
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[Presentation] ポーラス銅の抗菌効果2015
Author(s)
中嶋英雄、松田進、谷口仁美、田島朋子
Organizer
日本銅学会講演大会
Place of Presentation
大阪大学吹田キャンパス
Year and Date
2015-11-02 – 2015-11-03
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