2015 Fiscal Year Annual Research Report
酸化物厚膜/金属系の熱伝導度測定法の確立と鋼の圧延工程における冷却制御への応用
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25420789
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
遠藤 理恵 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (00372459)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 酸化スケール / 酸化鉄 / 熱浸透率 / 熱伝導率 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、酸化スケールが存在する鋼系において酸化スケールと鋼の熱伝導度を同一装置を用いて測定する方法を確立することである。本研究では従来より用いてきたホットストリップ法を改良し、従来よりも短時間で測定できる装置の開発と解析方法の改良を行う。
平成26年度には、石英ガラスを試料としてホットストリップ法による測定を行い、短時間側の解析から熱浸透率、長時間側の解析から熱伝導率をそれぞれ求めた。平成27年度は、熱伝導シミュレーションも併用して石英ガラスの測定・解析条件を詳細に検討した。①ヒーター幅は2mm、②ヒーターと試料間にはグリスを塗布する、③電流は3 - 4.5Aとする。以上の3つの条件下で、安定的に計測できる。次に、酸化スケールが存在する鋼系へホットストリップ法を適用した。試料は極低炭素鋼にFeOスケール(厚さ100μm)を生成したものとした。ヒーターを2枚の試料板ではさみ、密着性を確保するために万力で締め付けた。このとき、FeOスケール面がヒーター側にくるように配置した。また、FeOの導電性は無視できないほど大きかったため、SiO2皮膜(厚さ200nm)を試料にスパッタして絶縁した。試料とヒーター締め付けが弱いときには、長時間側の解析のみが可能であり、鋼の熱伝導率として23.3 Wm-1K-1を得た。締め付けを強くして測定を行うと、短時間側の解析が可能となった。得られた熱浸透率は15 kJ/(m2s1/2K)であり、酸化物としては大きく、鋼についての値が得られたと考えられる。酸化スケールの厚さがホットストリップ法で測定できるほどには十分に厚くないために、酸化スケールの測定ができなかったと考える。酸化スケールの熱浸透率測定は、厚いスケールを用いて表面に絶縁性のあるFe2O3を施すことで可能になる。これにより、酸化スケールの熱浸透率と鋼の熱伝導率の同時測定ができる。
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