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コ-ルド・クル-シブルの設計と高融点材料の溶解・浮場特性

研究課題

研究課題/領域番号 01850149
研究種目

試験研究

配分区分補助金
研究分野 金属製錬・金属化学
研究機関名古屋大学

研究代表者

浅井 滋生  名古屋大学, 工学部, 教授 (80023274)

研究分担者 佐々 健介  名古屋大学, 工学部, 助手 (30101166)
桑原 守  名古屋大学, 工学部, 助手 (70023273)
長谷川 正  名古屋大学, 工学部, 助手 (20218457)
金子 恭二郎  大阪チタニウム製造株式会社, 研究開発センター, 研究員
研究期間 (年度) 1989 – 1991
研究課題ステータス 完了 (1991年度)
配分額 *注記
17,100千円 (直接経費: 17,100千円)
1991年度: 100千円 (直接経費: 100千円)
1990年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
1989年度: 15,500千円 (直接経費: 15,500千円)
キーワードコ-ルド・クル-シブル / 材料電磁プロセシング / プラズマ / 自己燃焼反応 / シリコン / 高融点材料 / 金属間化合物 / 境界要素法 / 連続鋳造 / 化学的活性材料 / 単結晶 / 電磁場理論解析 / 液体急冷
研究概要

1.コ-ルド・クル-シブルの設計を行うために、コ-ルド・クル-シブル回りの3次元の磁場解析を境界要素法を用いて行った。その結果、設計のための基礎的知見が得られた。
2.室温では電気伝導度が低く、かつ高融点を有する難融解物質をコ-ルド・クル-シブルを用いて融解するには、初期加熱用熱源が必要となる。この目的を達成するため、プラズマを組み込んだハイブリッド型コ-ルド・クル-シブルプロセスを開発した。本プロセスを用いて、半導体材料であるSi(シリコン)の融解に成功した。さらに、高融点材料であるWC(タングステンカ-バイド),Mo(モリブデン)およびNb(ニオブ)の融解にはハイブリッドプロセスが有用であることを示した。さらに、本プロセスの数学的モデルを構築し、操作条件と種々の関連物性値との関係を明らかにし、実験によって解析の妥当性を検討した。
3.自己燃焼反応(SHS)とコ-ルド・クル-シブルを組み合わせたハイブリッドプロセスを開発した。本プロセスを用いて、次世代耐熱高強度材料として注目されているTiーAl(チタンーアルミ)系金属間化合物の溶製に成功した。雰囲気制御によるAlの蒸発を抑えた正確な成分調整、電磁攪拌による組成の均一化および低級酸化物の蒸発による低酸素化が可能なことを示した。
4.SHS反応の数学的モデルを構築し、ヒ-ト・ウェ-ブの定常的進行条件を導出した。
5.磁場集中型のコ-ルド・クル-シブルを開発し、帯域融解法としての適用性を理論と実験によって明らかにした。

報告書

(4件)
  • 1991 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1990 実績報告書
  • 1989 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (23件)

  • [文献書誌] K.Iwai: "The Theoretical Analysis of a Cold Crucible" Proc.1st Intern.Conf.on Computer Applications to Materials Science and Engineering.525-530 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kuwabara: "Theoretical Analysis of Electromagnetic Field of Induction Cold Crucible taking Account of Azimuthal Distribution" Proc.6th Intern.Iron and Steel Congress.246-253 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Iwai: "Theoretical Analysis of the Magnetic Field of a Cold Crucible" Proc.Intern.Symposium on the Application of Electromagnetic Forces. 137-141 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 鈴木 健史: "コ-ルド・クル-シブルによるTiAlの溶製" 材料とプロセス. 27 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Iwai: "A Hybrid Process of a Cold Crucible with a Plasma Heating" Proc.Intern.Conf.on Energy Transfer in Magnetohydrodynamic Flows.201-206 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 石崎 陽一: "帯溶融に適する連鋳型コ-ルド・クル-シブルの設計" 材料とプロセス. 30 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Iwai: "The Theoretical Analysis of a Cold Crucible" Proc. 1st Intern. Conf. on Computer Applications to Materials Science and Engineering. 525-530 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Kuwabawa: "Theoretical Analysis of Electromagnetic Field of Induction Cold Crucible Taking Account of Azimuthal Distribution" Proc. 6th Intern. Iron and Steel Congress. 246-253 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Iwai: "Theoretical Analysis of the Magnetic Field of a Cold Crucible" Proc. Intern. Symposium on the Applications of Electromagnetic Forces. 137-141 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Suzuki: "Producing TiAl in Cold Crucible" Current Advances in Materials and Process. 27. (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Iwai: "A Hybrid Process of a Cold Crucible with a Plasma Heating" Proc. Intern. Conf. on Energy Transfer in Magnetohydrodynamic Flows. 201-206 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Ishizaki: "Design for a Continuous Casting Cold Crucible Suitable for Zone Melting" Current Advances in Materials and Process. 30. (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 石崎 陽一: "帯溶融に適する連鋳型コ-ルド・クル-シブルの設計" 日本鉄鋼協会第123回講演大会論文集.

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 牧野 泰育: "コ-ルド・クル-シブル連鋳のプロセス解析" 日本鉄鋼協会第123回講演大会論文集.

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] K.Iwai: "A Hybrid Process of a Cold Crucible with a Plasma Heating" Proc,on the International Conference on Energy Transfer in Magnetohydrodynamic Flows. 201-206 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] K.Iwai: "The Theoretical Analysis of a Cold Crucible" Proc,of CAMSE'90.

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] K.Iwai: "Theoretical Analysis of the Magnetic Field of a Cold Crucible" Proc.of ISEMーSendai.

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 岩井 一彦: "コ-ルド・クル-シブルに磁場解析" 日本鉄鋼協会第121回講演大会論文集.

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 鈴木 健史: "コ-ルド・クル-シブルによるTiAlの溶製" 日本鉄鋼協会第121回講演大会論文集.

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 鈴木 健史: "コ-ルド・クル-シブル法によるTiAlの融解・保持" 日本金属学会第107回講演大会概要集.

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 桑原守,佐々健介,中田博道,浅井滋生: "コ-ルド・クル-シブルの周方向分布を考慮した電磁場解析" 材料とプロセス. 2. 1350 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 佐々健介,浅井滋生: "誘導型コ-ルド・クル-シブルによる発熱速度の実測とモデル計算" 材料とプロセス. 2. 1352 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 岩井一彦,佐々健介,浅井滋生: "コ-ルド・クル-シブルの磁場強度に及ぼすスリット幅の影響" 材料とプロセス. 3. 312 (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書

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公開日: 1989-04-01   更新日: 2019-02-15  

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