自由落下・光ビーム溶融急冷凝固法による急冷凝固組織の観察

1987 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62460190
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 大中 逸雄 大阪大学, 工学部, 教授 (00029092)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山内 勇 大阪大学, 工学部, 講師 (60029189)
• Keywords: 急冷凝固 / 凝固組織 / 微小合金粒子 / 光ビーム溶融法

Research Abstract

(1)自由落下,パルスビーム溶解装置の製作
回転水噴露法などで製作した直径50〜100μmの合金粒子を一定速度で落下させ,途中でパルスビームにより溶解し,さらに落下中に主に対流冷却で急冷凝固させる装置を試作した. しかし,50〜100μmの粒子から対流で奪われる熱収束は非常に大きく,5KWの光ビームでも溶解できないことが明らかになった. しかし,この場合,雰囲気ガスと粒子の相対速度の影響は小さいので自由落下させて一定速度としなくても誤差は少いことが分った. そこで,基盤上で粒子を溶解し,その溶融液適をガスで飛ばし自由落下, 急冷する装置を製作した. そして本方後により初期の目的を十分達成できるメドをつけている.
(2)微小粒子の温度,リカレッセンス,含熱量などの測定
種々の光センサーによる微小粒子の温度測定は可能性について検討した. ゲルマニウム・フォトセルにより,ある程度可能であることが分ったが,精度の良い光学系と位置合わせが重要で,現在これらの点で苦労している.
(3)凝固組織と冷却速度の関係
2,3のアルミニウム合金,アモルファス合金粒子の凝固組織と冷却速度の関係を調べた. その結果,粒子中のデンドライト間隔は一定でなく,従来の方法で冷却速度を推定することには問題があることが分った. 今後,凝固過程のより詳細な検討が必要である.
(4)今後の計画
装置がほぼ完成したので,種々の合金の凝固組織とその形成過程を調べる. また粒子の温度測定方法をさらに検討する.