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本研究の目的は、動的熱物性計測技術という新たな概念を提唱し、レーザーを用いた光学的方法により、高速・非接触・動的に多様な熱物性値(表面張力、粘性率、拡散係数など)をリモートセンシングできる技術を開発しようとするものであり、研究成果は以下のようにまとめられる。
(1)表面光拡散法(表面張力および粘性率)
液体表面レーザーを照射し、その散乱光を検知することによって、表面張力と粘性率を測定可能な表面光散乱法に改良を加え、新たな装置を開発した。この測定システムを利用して、以下の成果を得た。(a)高温媒体に関しては、塩化ナトリウムを対象として1000℃以上での測定精度の向上に関する検討を行い、溶融シリコンの表面張力・粘性率の測定を行った。温度範囲は融点(1685K)から1850Kであった。計123点の測定値から次の相関式を作成した。σ=800-0.13(T-1685)mNm^<-1>(b)クラスレート生成系に適用し、動的に表面張力と粘性率が測定可能なことを確認した。また、Xe-水系ではクラスレート解離後に界面張力と粘性率が数十%増加し、数時間という時定数で減衰している様子が初めて観測された。
(2)動的光散乱法(粘性率、拡散係数)
高温炉を導入し、溶融Li_2B_4O_7の粘性率を非接触で1000℃以上で測定し、本方法の適用性を確認した。また、Xe-水系のクラスレートハイドレート生成直前の拡散係数の変化を捕らえられるための装置を改良を行い、拡散係数の動的計測技術の可能性を検討した。
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