研究課題
基盤研究(B)
本研究では、物質の磁場に対する応答を利用し、凝固・結晶成長過程、ならびに急冷凝固組織の固相変態において、結晶方位が配列した組織、特定の相が規則的に配列した組織といった高次組織・構造の制御手法の開発を目指して研究を行った。(1)凝固界面における磁気相互作用を利用した規則組織形成磁場中での凝固過程では、強磁場による局所的流動抑制効果(マイクロMHD効果)が顕在化し、Al-In偏晶合金などにおいて2相が規則的に配列した組織が形成されることを明らかに、マイクロMHDならびに磁気双極子相互作用を含めて成長機構の解明を行った。(2)流体中の磁気相互作用を利用した規則組織制御チタニアなど微細粒子(サブミクロンから数ミクロン)の沈殿過程における規則配列を行った結果、溶液中の磁気双極子相互作用により配列の規則度が増加させる条件があることを見いだした。今後、粒子からなる結晶(粒子結晶)への応用を試みる。(3)固相中の磁気相互作用を利用した配向・配列組織制御、組織形成の体系化磁場中固相変態過程、特に粗大化過程における結晶方位配列について、配向機構を理解するために熱力学原理にもとづいたフェーズフィールドモデルを用いた計算機実験を行った。結晶磁気異方性が結晶配向に寄与することを定量的に明らかにするとともに、粒子径・粒子間隔の不均一が配向度の低下につながることを明らかにした。また、結晶磁気異方性を利用した3軸配向組織形成を試み、回転磁場の印加を工夫することにより3軸が配向した低結晶対称性のFe基化合物の作製に成功した。
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