微小重力環境を利用した高融点金属融体の物性値の精密測定

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09305050
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 野城 清 大阪大学, 接合科学研究所, 教授 (40029335)
• 研究分担者: 前田 将克 大阪大学, 接合科学研究所, 助手 (00263327) ; 松本 大平 大阪大学, 接合科学研究所, 助手 (30294135) ; 藤井 英俊 大阪大学, 接合科学研究所, 助教授 (00247230)
• キーワード: 微小重力 / 表面張力 / 密度 / 金属 / 液体 / 高融点

研究概要

地上で得られる最長(10秒間)・最高品質の微小重力環境を利用し、高温融液、特に溶融Siの表面張力、密度の精密測定を浮遊液滴法を用いて行った。
得られた成果は以下のようにまとめられる。
(1) 微小重力環境で浮遊液滴法による高温融液の表面張力、密度測定方法を確立した。
(2) 表面張力による融液の表面振動モードの解析を行った。
(3) 溶融試料の汚染がない条件で、表面張力の測定を行った結果、従来の結果よりも測定誤差が小さく、信頼性の高いデータを得ることができた。
(4) 融液が異材(坩堝、支持台等)と接触しないため、これまで報告例のない過冷状態での表面張力、密度の測定が行えた。
(5)本実験条件の範囲では雰囲気の酸素分圧を変化させても表面張力の値には顕著な変化はみられないことが明らかとなった。
(6) 溶融Siの表面張力は融点で734mN/m、その温度係数は0.069mN/lm℃であった。
(7) 表面張力の算出の際に必要な補正式の適用範囲を明らかにした。
(8) 融液の粘度測定に浮遊液滴法を採用するに当たっては融液の位置制御を完全に行う
- 必要があることが明らかとなった。

研究成果

• [文献書誌] 篠原譲治、和住光一郎、池上雄二、萩原正明、岩崎茂広、北川貞雄、野城清: "宇宙材料実験用浮遊炉" 日本機会学会講演論文集SEC '97. 97-3. 78-82 (1997)
• [文献書誌] H.Fujii,T.Matsumoto,K.Nogi: "Surfase Tension Measurement of Molten Silicon using Electromagnetic Levitation under Microgravity" Proc.Joint Symposium between Osaka Univ. and Univ. of Nottingham. 83-89 (1997)
• [文献書誌] H.Fujii,T.Matsumoto,K.Nogi: "Measurement of Surfasce Tension of Molten Silicon using Electromagnetic Levitation in Drop Shaft" Proc.Int.Conf.High Temp.Capillarity. 322-327 (1997 July)
• [文献書誌] 野城 清: "微小重力環境を利用した材料研究" 生産と技術. 50,No.2. 76-78 (1998)
• [文献書誌] 野城清、北川貞雄: "微小重力環境を利用した溶融半導体の表面張力の測定" 研究基盤施設合同シンポジウム'98. 23-28 (1998)
• [文献書誌] H.Fujii,T.Matsumoto,M.Kohno,N.Hata,K.Nogi: "Oscillation Analysis of Electromagnetic Levitated Drop for Determination of Thermophysical Propertie" Proc.5th Asian Thermophysical Properties Conf.511-514 (1998)