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二次アームの派生・生成機構の解明、それに付髄するミクロ偏析、二次アームの相互作用限界領域としての一次アーム間隔の決定機構を明確にするため、本年度は主に実験研究を進め、以下のような成果を得た。
(1)強制的に融液流動を付加できる過冷却凝固装置を製作し、融液流動下でのデンドライト成長のその場観察実験を可能とした。 さらに、デンドライト先端成長速度、先端曲率半径を同時測定するための、ミクロ・マクロ観察用実態顕微鏡の設計開発を行った。
(2)融液流動の影響を研究するため予備実験を行い、デンドライト先端成長速度は、流動が付加されない場合のそれに比較し、流れの上流方向で定性的に明らかに大きくなることが画面上で確認された。デンドライト先端曲率半径もこれに伴い小さくなっていると考えられる。
(3)微細なデンドライト構造の解析に適したビスカス・フィンガーを成長させ、凝固の場合の温度分布に対応させた、デンドライト回りの圧力分布の精密測定法の開発を行った。これに基づき実験を行い、圧力分布とデンドライト形状との相関関係の検討を進めた。
その結果、合金の場合と同様に、マージナル・スタビリティの関係が成長速度と先端曲率半径の間に成立していることが判明した。
(4)成長中のビスカス・フィンガー・デンドライトにおいて、音波振動を気体に加えることにより、二次アームの派生・成長を制御できることが定性的に確認され、特に、初期二次アームの成長と強い相関関係があることが示された。
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