| 研究課題/領域番号 |
14350397
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
金属生産工学
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| 研究機関 | 長岡技術科学大学 |
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研究代表者 |
井原 郁夫 長岡技術科学大学, 工学部, 助教授 (80203280)
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| 研究分担者 |
鎌土 重晴 長岡技術科学大学, 工学部, 教授 (30152846)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2003
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| 研究課題ステータス |
完了 (2003年度)
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| 配分額 *注記 |
7,600千円 (直接経費: 7,600千円)
2003年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2002年度: 5,900千円 (直接経費: 5,900千円)
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| キーワード | 超音波 / 溶融金属 / モニタリング / 介在物粒子 / 集束超音波 / 一方向凝固 / 固液界面 / アルミニウム / 介在物 / シュミレーション / 高温超音波センサー / マグネシウム / シミュレーション / パルスエコー計測 |
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| 研究概要 |
溶湯モニタリングへの超音波バッファーロッド法の適用について理論的、実験的に検討した。得られた主な結果は以下のとおりである。
(1)集束音波センサーによる溶融金属中での高分解能計測について波動伝播シミュレーションと実験により検討した。その結果、溶融アルミニウムにおいて弾性波は回折限界まで良好に集束することが実証された。また、この集束超音波による700℃の溶融アルミニウム中でのアルミナ粒子検出実験を行ない、平均粒径160ミクロンの粒子検出に成功した。この粒子による後方散乱エコーは粒子サイズのみならず凝集状態にも依存することが明らかになった。
(2)マルテンサイト系ステンレス鋼をベースとした集束超音波センサーを設計・製作し、その有効性と欠点を調査した。この結果に基づいてチタン性のセンサーを開発し、その導波性能、耐食性、安定性を検証するために800℃の溶湯アルミニウム中で浸漬実験を行ない、その優れた濡れ性、耐食性を確認した。
(3)超音波パルスエコーの高速リアルタイム計測・解析システムを汎用グラフィカルソフトウェアLabVIEWにより構築した。
(4)開発した高温超音波センサーを用いてアルミニウム合金の一方向凝固モニタリングを試み、凝固、溶解プロセスの超音波モニタリングに成功した。また、凝固界面の成長挙動のモニタリングにも成功した。
以上のように、本研究で開発されたステンレスおよびチタン性の高温超音波センサーは、それぞれ溶融マグネシウムおよび溶融アルミニウム合金のモニタリングに対して極めて有効であることが確認された。
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