回転法を利用した高温高粘性浮遊試料の表面張力・粘性係数計測

• 研究課題/領域番号: 24360086
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 熱工学
• 研究機関: 独立行政法人宇宙航空研究開発機構
• 研究代表者: 石川 毅彦 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (00371138)
• 研究分担者: 岡田 純平 宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 助教 (90373282)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円); 2012年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
• キーワード: 表面張力 / 粘性係数 / 高温融体 / 浮遊 / 液滴ダイナミクス / 高粘性

研究成果の概要

金属ガラスなど粘性の高い融体の表面張力及び粘性係数を無容器状態で測定する方法を確立する研究である。浮遊試料を回転させ、遠心力による形状変化を高速度カメラを用いて詳細に観察することにより、これらの物性計測法の確立を試みた。表面張力については、軸対称から非軸対称への形状変化が理論通りに起こることを確認し、遷移する回転数から表面張力を測定する方法を確立した。粘性係数については、非軸対称遷移後の形状変化の速度が粘度に依存することを実験的に明らかにし、測定の目処を得た。

研究成果

• [雑誌論文] Surface tension and viscosity measurement of highly viscous melt using a sample rotation (2015)
  • 著者名/発表者名: (129)T. Ishikawa, J. Okada, P. -F. Paradis, Y. Watanabe, M. Watanabe
  • 雑誌名: International Journal of Microgravity Science and Application 巻: 32 ページ: 320106-320106
  • NAID: 130007842535
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Surface tension measurement using sample rotation combined with electrostatic levitation (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Ishikawa, J. T. Okada, P.-F. Paradis, Y. Watanabe, M. V. Kumar, M. Watanabe
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 53 号: 12 ページ: 126601-126601
  • DOI: 10.7567/jjap.53.126601
  • NAID: 210000144672
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Nanosized Nucleus-Supercooled liquid interfacial free energy and thermophysical properties of early and late transition liquid metals (2014)
  • 著者名/発表者名: D.-H. Kang, S. Jeon, H. Yoo, T. Ishikawa, J. T. Okada, P.-F. paradis, G. W. Lee
  • 雑誌名: Crystal growth and design 巻: 14 号: 3 ページ: 1103-1109
  • DOI: 10.1021/cg401597p
  • 査読あり
• [雑誌論文] Materials properties measurements and particle beam interactions studies using electrostatic levitation (2014)
  • 著者名/発表者名: P.-F. Paradis, T. Ishikawa, G.-W. Lee, D. Holland-Moritz, J. Brillo, W.-K. Rhim, J. T. Okada
  • 雑誌名: Materials Science and Engineering R 巻: 76 ページ: 1-53
  • DOI: 10.1016/j.mser.2013.12.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Viscosity of molten Mo, Ta, Os, Re and W measured by electrostatic levitation (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Ishikawa, P.-F. Paradis,J. T. Okada, M. V. Kumar, Y. Watanabe
  • 雑誌名: Journal of Chmical Thermodynamics 巻: 65 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1016/j.jct.2013.05.036
  • 査読あり
• [学会発表] 静電浮遊法を用いた高温融体粘性係数測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石川毅彦、岡田純平、渡邊勇基
  • 学会等名: 日本マイクログラビティ応用学会第28回学術講演会
  • 発表場所: 姫路
  • 年月日: 2014-11-26 – 2014-11-28
• [学会発表] 静電浮遊法を用いた回転変形による高温融体の表面張力測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 渡邊勇基、岡田純平、石川毅彦
  • 学会等名: 日本マイクログラビティ応用学会第28回学術講演会
  • 発表場所: 姫路
  • 年月日: 2014-11-26 – 2014-11-28
• [学会発表] 静電浮遊炉におけるZr基合金融体の表面張力測定に対する液滴回転法の適用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 渡邊勇基、岡田純平、石川毅彦、渡邉匡人
  • 学会等名: 第35回日本熱物性シンポジウム
  • 発表場所: 東工大
  • 年月日: 2014-11-21 – 2014-11-22
• [学会発表] Measurement of surface tension of molten melts by deformation in rotation using an Electrostatic Levitator (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Watanabe, M. Watanabe, V. Kumar, J. Okada, T. Ishikawa
  • 学会等名: 10th Asian Microgravity Symposium 2014
  • 発表場所: Seoul
  • 年月日: 2014-10-28 – 2014-10-31
• [学会発表] 静電浮遊法による液滴の回転を利用した高温融体の表面張力測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡邊勇基、今井済、渡邉匡人、岡田純平、石川毅彦
  • 学会等名: 第３４回日本熱物性シンポジウム
  • 発表場所: 富山
• [学会発表] 静電浮遊炉における回転による変形を用いた高温融体の表面張力測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡邊勇基、今井済、渡邉匡人、M. S. Vijaya Kumar、岡田純平、石川毅彦
  • 学会等名: 日本マイクログラビティ応用学会第27回学術講演会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Thermophysical Property Measurements of High temperature Materials using Electrostatic Levitators (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Ishikawa, J. Okada, M. V. Kumar, P.-F. paradis, Y. Watanabe
  • 学会等名: The 10th Asian Thermophysical Properties Conference (ATPC 2013)
  • 発表場所: 済州島（韓国）
• [学会発表] 液滴回転法を用いた高温金属融体の表面張力測定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 今井済、石川毅彦、岡田純平, Vijaya Kumar、渡辺匡人、水野彰敏
  • 学会等名: 日本マイクログラビティ応用学会第26回学術講演会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-11-21
• [備考] 石川研究室
  • URL: http://www.isas.jaxa.jp/home/iss/lab/ishikawa/index.htm
• [備考] 石川研究室
  • URL: http://www.isas.jaxa.jp/home/iss/lab/ishikawa/index.htm
• [備考]
  • URL: http://www.isas.jaxa.jp/home/iss/lab/ishikawa/index.html