| 研究課題/領域番号 |
17H03437
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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・資源生産工学
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
田中 敏宏 大阪大学, 工学研究科, 教授 (10179773)
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| 研究分担者 |
鈴木 賢紀 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (20610728)
中本 将嗣 大阪大学, 低温センター, 助教 (80467539)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 14,690千円 (直接経費: 11,300千円、間接経費: 3,390千円)
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| キーワード | 界面張力 / 吸着 / 熱力学 / 化学反応 / 金属生産工学 / 界面自由エネルギー / 硫黄の影響 / マランゴニ流動 |
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| 研究成果の概要 |
溶鋼‐溶融スラグ間において化学反応が生じる際の界面張力の低下に及ぼす酸素の界面への過剰吸着・脱離の影響を解明するために、水平な溶鋼表面に溶融スラグ液滴を落下させ、その接触角をその場観察する実験を行い、界面張力の動的変化を計測した。さらに化学反応に伴う界面張力の動的変化を説明できる界面への酸素の過剰吸着ならびに脱離モデルを提案し、実験結果との比較検証を行い、モデルの有効性を確認した。また、熱力学データベースと上記モデルの連結を行い、溶鋼‐溶融スラグ間の化学反応に伴う両相間の各種成分の物質移動状況とその間の界面張力の変化を推算できる計算システムを構築した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
高強度で加工性良い鋼材を開発できれば、現状よりも軽量で高強度の鋼材を自動車などに利用できる。そのためには、鉄鋼製造プロセスにおいて、高清浄度の溶鋼の開発が望まれている、高清浄溶鋼の連続鋳造プロセスにおいて、溶鋼表面のスラグを溶鋼に巻き込まないようにすることが重要である。しかし、そのために界面張力の高いスラグを設計しても、化学反応が生じた際、界面が乱れる現象が生じ、その原因は未だ明らかにされていなかった。本研究はその原因機構を詳細に明らかにしたものであり、将来の高強度・軽量鋼材の開発に寄与し、さらには自動車の燃費向上・エネルギー効率改善、CO2排出削減にも貢献する成果である。
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