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電磁浮遊法による高温金属融体の新しい粘性計測手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19560747
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 金属生産工学
研究機関学習院大学

研究代表者

渡邉 匡人  学習院大学, 理学部, 教授 (40337902)

研究分担者 水野 章敏  学習院大学, 理学部, 助教 (10348500)
研究協力者 安達 正芳  学習院大学, 自然科学研究科博士後期課程, 物理学専攻学生
秋元 俊彦  学習院大学, 自然科学研究科博士前期課程, 物理学専攻学生
青柳 智勇  学習院大学, 自然科学研究科博士前期課程, 物理学専攻学生
研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2008年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2007年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード高温融体 / 電磁浮遊法 / 表面張力 / 粘性 / 金属生産工学 / 金属物性
研究概要

電磁浮遊液滴の表面振動を計測し, 高温融体の粘性を詳細に計測できる手法を確立することが本研究の目的である. これまでに微小重力下においてのみ可能であった電磁浮遊法を用いた粘性測定を地上においてもおこなえるように, できるだけ小さな試料(直径1mm程度)を浮遊し任意に液滴振動を生じることができる電磁浮遊技術を確立する必要がある. このため周波数の高い電源(~1MHz)を採用した電磁浮遊装置を本年度において作成し, 直径1.5mmのAgでの溶融浮遊を確認した. 浮遊試料を小さくすることで重力による試料変形が抑止され, 表面振動周波数の分裂がなくなることを確認した. また, 試料をより小さく(Cuでは直径0.8mm以下)にすることで表面振動が励起されなくなることも確認した. この結果, 電磁浮遊法においても外部励起で液滴表面振動を任意に励起できることを明らかとした.さらに, 微小重力下における電磁浮遊法によるAgとCu融体について, 酸素分圧のことなる雰囲気下での液滴表面振動の計測をおこなった. この結果, 液滴表面振動から粘性を算出する際にも, 雰囲気酸素分圧の影響があることを明らかとし, 地上における微小液滴を用いた粘性計測を雰囲気酸素分圧を変えながら系統的に調べる必要があることを示した.

報告書

(3件)
  • 2008 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (14件) 図書 (4件)

  • [雑誌論文] 過冷却シリコン液体の密度と構造2009

    • 著者名/発表者名
      渡邉匡人, 安達正芳, 青柳智勇, 水野章敏, 福山博之, 小畠秀和, 淡路智
    • 雑誌名

      日本マイクログラビティー応用学会誌 26

      ページ: 111-116

    • NAID

      10025111033

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Precise density measurement for electromagnetically levitated liquid combined with the surface oscillation analysis2008

    • 著者名/発表者名
      M. Adachi, T. Aoyagi, A.Mizuno, M. Watanabe, H. Kobatake, and H. Fukuyama
    • 雑誌名

      International Journal of Thermophysics 29

      ページ: 2006-2014

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure and thermophysical properties of molten BaGe by using electrostatic levitation technique2008

    • 著者名/発表者名
      A. Ishikura A. Mizuno, M. Watanabe, T. Masaki, T. Ishikawa and S. Yoda
    • 雑誌名

      International Journal of Thermophysics 29

      ページ: 2015-2024

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identifying Rotation and Oscillation in Surface Tension Measurement Using an Oscillating Droplet Method2008

    • 著者名/発表者名
      S. Ozawa, T. Koda, M. Adachi, S. Shiratori, N. Takenaga, T. Hibiya and M. Watanabe
    • 雑誌名

      Heat Transfer- Asian Research 37

      ページ: 421-430

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oscillation Behavior of High Temperature Silicon Droplet by the Electromagnetic levitation Superimposed withStatic Magnetic Field2008

    • 著者名/発表者名
      S. Ozawa, T. Takenaga, T. Hibiya, H. Kobatake, H. Fukuyama, M. Watanabe, and S. Awaji
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering A 495

      ページ: 50-53

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oscillation Behavior of High Temperature Silicon Droplet by the Electromagnetic levitation Superimposed with Static Magnetic Field2008

    • 著者名/発表者名
      S. Ozawa
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering A 495

      ページ: 50-53

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oscillation Behavior of High Temperature Silicon Droplet by the Electromagnetic levitation Superimposed with Static Magnetic Field2008

    • 著者名/発表者名
      S. Ozawa
    • 雑誌名

      Heat Transfer- Asian Research 37

      ページ: 421-430

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure and thermophysical properties of molten BaGe by usine electrostatic levitation technique2008

    • 著者名/発表者名
      A. Ishikura
    • 雑誌名

      International Journal of Thermophysics 29

      ページ: 2015-2024

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Precise density measurement for electromagnetically levitated liquid combined with the surface oscillation analysis2008

    • 著者名/発表者名
      M. Adachi
    • 雑誌名

      International Journal of Thermophysics 29

      ページ: 2006-2014

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Parabolic Flight Levitation Facility(PFLEX)による微小重力環境下での高温融体熱物性計測2008

    • 著者名/発表者名
      渡邉 匡人
    • 雑誌名

      Space Utilization Research 24

      ページ: 43-46

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Density maximum of supercooled liquid silicon2008

    • 著者名/発表者名
      M. Watanabe
    • 学会等名
      2008 MRS Fall Meeting
    • 発表場所
      H, Boston, U.S.A.
    • 年月日
      2008-12-03
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Liquid Structures of Metallic Glass-forming Binary Zr Alloys2008

    • 著者名/発表者名
      A. Mizuno
    • 学会等名
      2008 MRS Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, U.S.A.
    • 年月日
      2008-12-03
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Solidification of bulk metallic glass-forming alloys observed by time-resolved x-ray diffraction combined withlevitation technique2008

    • 著者名/発表者名
      T. Akimoto
    • 学会等名
      2008 MRS Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, U.S.A.
    • 年月日
      2008-12-03
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書 2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Density maximum of supercooled liquid silicon2008

    • 著者名/発表者名
      M. Watanabe
    • 学会等名
      2008 MRS Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, U.S.A.
    • 年月日
      2008-12-03
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Liquid Structures of Metallic Glass-forming Binary Zr Alloys2008

    • 著者名/発表者名
      A. Mizuno
    • 学会等名
      2008MRS Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, U.S.A.
    • 年月日
      2008-12-03
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Parabolic Flight Experimental Facilities (PFLEX) による高温融体熱物性計測2008

    • 著者名/発表者名
      渡辺匡人
    • 学会等名
      日本マイクログラビティ広用学会第23回学術講演会(JASMAC23)
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2008-11-26
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] Parabolic Flight Experimental Facilities (PFLEX)による高温融体熱物性計測2008

    • 著者名/発表者名
      渡邉匡人
    • 学会等名
      日本マイクログラビティ応用学会第23回学術講演会(JASMAC23)
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2008-11-26
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Surface oscillation of electromagnetically levitated liquid Cu under microgravity conditions2008

    • 著者名/発表者名
      M. Watanabe
    • 学会等名
      7th China-Japan Workshop on Microgravity Sciences
    • 発表場所
      Hangzhou, China
    • 年月日
      2008-10-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書 2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 静磁場剛加電磁浮遊法を用いた鉄鋼材料融体の密度測定2008

    • 著者名/発表者名
      青柳智男
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第156回秋季講演大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2008-09-23
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 静磁場印加電磁浮遊法を用いた鉄鋼材料融体の密度測定2008

    • 著者名/発表者名
      青柳智勇
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第156回秋季講演大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2008-09-23
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Surface oscillation of electromagnetically levitated liquid Cu under microgravity conditions2008

    • 著者名/発表者名
      M. Adachi
    • 学会等名
      18th European Conference on Thermophysical Properties
    • 発表場所
      Pau, France
    • 年月日
      2008-09-01
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書 2008 研究成果報告書
  • [学会発表] STRUCTURE AND PROPERTIES OF SUPERCOOLED LIQUID, AND IN-SITU DIFFRACTION STUDIES OF CRYSTAL GROWTH FROM SUPERCOOLED MELTS"(invited)2008

    • 著者名/発表者名
      M. Watanabe
    • 学会等名
      4th International Workshop on Crystal Growth & Technology (IWCGT4)
    • 発表場所
      Beatenberg, Switzerland
    • 年月日
      2008-05-20
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] STRUCTURE AND PROPERTIES OF SUPERCOOLED LIQUID, AND IN-SITU DIFFRACTION STUDIES OF CRYSTAL GROWTH FROM SUPERCOOLED MELTS" (invited)2008

    • 著者名/発表者名
      M. Watanabe
    • 学会等名
      4th International Workshop on Crystal Gro wth& Technology (IWCGT4)
    • 発表場所
      Beatenberg, Switzerland
    • 年月日
      2008-05-20
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Parabolic Flight Levitation Facility(PFLEX)による微小重力環境下での高温融体熱物性計測2008

    • 著者名/発表者名
      渡邉 匡人
    • 学会等名
      第24回宇宙利用シンポジウム
    • 発表場所
      日本未来科学館
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] Eds. Hans J.Scheel, Peter Capper,2008

    • 著者名/発表者名
      T. Hibiya, H. Fukuyama, T.Tsukada and M.Watanabe, John Wiley and Sons Ltd
    • 出版者
      Crystal Growth Technology-From Fundamentals and Simulation to Large Scale Production
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [図書] Eds. H.Fukuyama and Y. Waseda, Series of Advances in Materials Research 22008

    • 著者名/発表者名
      T. Masaki, A. Mizuno, and M. Watanabe, Springer
    • 出版者
      High-Temperature Measurements of Materials
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [図書] Crystal Growth Technology-From Fundamentals and Simulation to Large Scale Production- Eds. Hans J. Scheel, Peter Capper2008

    • 著者名/発表者名
      T. Hibiya, H. Fukuyama, T. Tsukada, M. Watanabe
    • 総ページ数
      28
    • 出版者
      John Wiley and Sons Ltd
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [図書] High-Temperature Measurements of Materials Eds. H. Fukuyama and Y. Waseda Series of Advances in Materials Research2008

    • 著者名/発表者名
      T. Masaki, A. Mizuno, M. Watanabe
    • 総ページ数
      14
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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