2013 Fiscal Year Research-status Report
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25420153
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
木村 繁男 金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 教授 (70272953)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
門前 亮一 金沢大学, 機械工学系, 教授 (20166466)
小松 信義 金沢大学, 機械工学系, 助教 (20436827)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 凝固 / 金属材料 / 自然対流 / 二重拡散 |
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| Research Abstract |
当初は鉛ー錫系共晶合金融液を用いた凝固実験を計画したが、鉛の有する毒性を考慮して、やはり低い融点を有する錫ー亜鉛系の２元共晶合金系を用いて実験を行うこととした。実験装置は直径15ｃｍ、深さ15ｃｍの電気炉内に、ＳＵＳ304のるつぼを置き、るつぼ内で6.8％の組成を有する錫ー亜鉛の融液をつくった。これに上方より、銅製の円盤状の冷却面を接触させて凝固層を形成させた。凝固層が1ｃｍ程度になったときに冷却盤を引き上げて凝固層を回収した。凝固速度は、冷却盤に取り付けられている熱流束計を参考にして、冷却盤内を流れる冷却水流量を調節することにより変化させた。しかし、一般にこの方法による凝固速度は極めて大きく形成された固層内に多数の微小な巣がみられる場合が多かった。今後冷却面の冷却方法を改善する必要がある。
形成された固層から一辺が5㎜程度の薄い組織観察用飼料片を作成し、これらを光学顕微鏡を用いて観察した。組織は一般に錫の初晶と共晶組織が混じったものであった。しかし凝固終了時の凝固速度が比較的小さいときは、共晶組織の割合が凝固開始時の50％から70％に増加しているのが認められた。これは、凝固終了時の固液界面近傍融液内の亜鉛濃度が増加した為であると思われる。Ｘ線蛍光分析装置による成分の濃度についての詳しい解析は行ってないが、共晶組織の割合が大きくなったことは亜鉛の成分が多くなったことを意味していると思われる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初年度の大きな目的は金属材料を凝固させる実験装置の製作であり、この目的は達成されたと考えられる。しかし、凝固速度が当初考えていたよりも大きく、もっと微妙な冷却速度が制御できるように改良する必要がある。また、Ｘ線蛍光分析装置による成分分析が行うことができなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
最も大きな課題は冷却盤を用いた冷却面による冷却速度の制御をどのように行うかである。現在考えているのは、冷却盤にヒータを取り付け、冷却水による冷却を行いながら、ヒータに投入する電力を制御しようとするものである。冷却盤を新たに設計製作し、この方法による凝固実験を今後検討する。
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