| 研究課題/領域番号 |
15360404
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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 | 九州大学 |
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研究代表者 |
森 信幸 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (20108666)
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| 研究分担者 |
大城 桂作 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (40038005)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2005
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| 研究課題ステータス |
完了 (2005年度)
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| 配分額 *注記 |
15,200千円 (直接経費: 15,200千円)
2005年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2004年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2003年度: 12,300千円 (直接経費: 12,300千円)
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| キーワード | crystal growth / facet / YBCO / REBCO / superconductor / superconducting oxide / 123 / 211 / nucleation / solidification / NdBCO / 422 / Ag / solidfication / crystal grouth |
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| 研究概要 |
超伝導REBCO酸化物(RE=Y,Nd等)およびREBCO/Agにおけるファセット型123(REBa_2Cu_3O_<7-X>)結晶の組織形成機構を明らかにするため、大気或いはAr-1%O_2雰囲気での溶浸凝固及び一方向凝固によるRE123結晶の成長過程と組織について実験的及び解析的に研究した。溶浸凝固ではY211(/Ag)或いはNd422(/Ag)の焼結多孔体中にBa-Cu-O(-RE,Ag)系融液を溶浸し、包晶温度(Tp)以下にして温度勾配下で123結晶を成長させ、形状変化がなく微細均一なミクロ組織をもつ試料を得た。123相の柱状晶から等軸晶へのマクロ組織遷移条件と成長界面温度変化についての解析を、R(成長速度)-ΔT(成長過冷度)、およびΔT(結晶生成過冷度)-Vc(冷却速度)の関係を用いて行い、RおよびG(温度勾配)と試料大きさ(断面積)の影響を明らかにした。また、123結晶の成長過程について、ファセット成長速度の界面方位依存性や結晶核生成などを考慮した2次元数値シミュレーションを行い、123相の成長と組織形成過程、柱状晶の優先成長や融液中で新123結晶が核生成・成長して分岐柱状晶や等軸晶化する過程を示した。さらに、ズーム型顕微鏡を具備した高温直接観察装置により、RE123結晶(RE=Nd,Sm,Gd)の核生成・成長過程をMgO(100)基板上で直接観察した。RE123結晶を種々の過冷度で核生成・成長させ、界面成長速度(u)及び結晶生成の潜伏時間(t_<inc>)を求めた。uは相対過冷度ΔTr(=ΔT/Tp)の関数として式:u=A_<gp>ΔTr^2/η(T)で近似され、A_<gp>は定数,η(T)は粘度である。核生成速度(I_v)は結晶数と時間の関係から式:I_v={A_n/η(T)}exp(-B/ΔTr^2)で与えられ、AnとBは定数である。uおよびIvの値は過冷度のほか包晶温度Tpにも依存した。
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