ファセット結晶を含む共晶・包晶反応に関する研究

• Project/Area Number: 07750819
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Metal making engineering
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 安田 秀幸 大阪大学, 工学部, 助手 (60239762)
• Project Period (FY): 1995
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1995)
• Budget Amount: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 1995: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: ファセット結晶 / 包晶反応 / 結晶成長

Research Abstract

Y系酸化物超伝導体は包晶反応により生成することが報告され、包晶反応を利用した酸化物超伝導体の凝固プロセスの研究が行われている。この酸化物超伝導体では通常の金属系合金とは異なったモフォロジーにより成長することが報告されており、その組織制御にはこれまでの合金の凝固に関して行われた成果だけでは不十分である。そこで、包晶反応を持つ有機物包晶合金の成長の直接観察により、Y系超伝導体で提案されている包晶反応と同様の反応により包晶相が成長することを確認し、その成長メカニズムはファセット結晶の性質と関連していることが明らかになった。
有機物(サリチル酸-アセトアミド)を用いた直接観察実験の結果より、ファセット結晶を含んだ包晶反応による凝固メカニズムの基礎となる初晶の溶解・第2相の成長について、成長界面のKineticsに関わる過冷を考慮したモデルを立てた。
このモデルを基に数値シミュレーションにより、ファセット界面を有する第2相の成長・初晶の溶解に関するシミュレーションを行い、初晶溶解に及ぼす粒径・成長速度、さらに成長界面のKineticsに関わる過冷の影響を調べた。数値シミュレーションは基本的に実験結果を再現し、初晶の溶解は粒径に強く依存し、成長界面のKineticsによる過冷が小さいほど初晶は溶解することが再現された。この数値シミュレーションは共晶反応にも応用できる。
また、2波長レーザを用いた顕微干渉計による有機物包晶合金系の成長・溶解界面付近の濃度・温度分布の測定を試みた。試料の厚さがこの包晶反応系では大きくすることができず、これまでのところ信頼あるデータは得られていない。濃度・温度のその場測定については現在も継続的に行っている。