2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of thermophysical property measurements of nickel-based heat-resistant alloys and frontier of high-temperature liquid science
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26249113
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
福山 博之 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (40252259)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 融体物性 / 密度 / 放射率 / 熱容量 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
H29年度は，Ni基合金の熱物性計測の研究を継続して以下の測定を行った．Fe-Ni系溶融合金においては，昨年度の垂直分光放射率および熱容量の結果を用いて，熱伝導率測定を行った．熱伝導測定は，当研究室で開発した静磁場印加電磁浮遊法にレーザー周期加熱カロリメトリー法を組み合わせて測定した．すなわち，Fe-Ni液滴の上部からレーザーで周期加熱し，液滴下部からその温度応答を測定した．その際，液滴内部の対流を抑制し，真の熱伝導率を得るため10Tの静磁場を印加して測定した．実験によって得られたレーザーパワーと温度応答の位相差を用いて非定常熱伝導方程式を解くことによってFe-Ni液滴の熱伝導率を広い温度範囲と組成の関数として得ることに成功した．Fe-Ni融体の熱伝導率は，いずれの組成も正の温度依存性を有することが分かった．また，1873KにおけるFe-Ni融体の熱伝導得率は，Fe濃度が増大するほど単調に減少することが分かった．また，全組成範囲にわたって，熱伝導率の実測値は自由電子モデル（Wiedemann-Franz則）の推算値より20%程度大きな値を有することが分かった．これは，自由電子による伝導に加えてフォノン伝導の寄与に拠るものと考えられる．
Ni-Al系溶融合金については，昨年度の密度測定に引き続き，垂直分光放射率測定を行い，温度および組成の関数として整理した．さらに，Ni基合金の重要な合金元素であるCoについても一連の熱物性計測を行い，溶融Coの密度，垂直分光放射率，熱容量および熱伝導率を温度の関数として測定した．Coは融体でも磁化率が大きく，静磁場の印加と共に大きな磁気力を受けるため，Co液滴の浮遊が不安定になった．このため，熱伝導率測定については，他の金属に比べ，不確かさが増大した．その他の2元系Ni合金についても密度測定行ない，過剰体積と熱力学的特性の関係について考察した．
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| Research Progress Status |
29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 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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