材料電磁プロセッシングの新展開

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10211101
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 浅井 滋生 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (80023274)
• 研究分担者: 谷口 尚司 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00111253) ; 尾添 紘之 九州大学, 機能物質科学研究所, 教授 (10033242)
• キーワード: 材料電磁プロセッシング / 材料工学 / 材料プロセッシング / 電磁気学 / 強磁場 / 精練

研究概要

本特定領域研究が開始されて、一年半が経過したところであるが、各計画研究グループとも、総じて順調に研究が開始され、遂行されている。これまでに得られた成果は、発表論文27件、特許7件、となっている。また、本年は、中間報告会を平成11年9月17日に東京で、研究成果報告会を平成12年1月21日に仙台で、それぞれ開催し、各研究グループの成果を報告するとともに、今後の研究推進に役立てるために各研究グループ間の密な情報交換を行った。以下に主な研究成果を示す。
(1)金属の凝固過程で晶出物が磁気分離可能性であることを見出した。
(2)凝固、電析、気相蒸着の各過程で、晶出物や堆積物が磁化力にとって結晶配向することを見出し、その理論的検討を行った。
(3)炭素繊維の製造工程に強磁場を印加する事により、繊維強度が1000メガパスカル以上(約3割)向上することを見出した。
(4)包晶化合物などの組織配向を可能とする磁場中非平衡凝固プロセスを開発した。
(5)対流等に敏感なバンド組織・競合組織が強磁場中一方向凝固により安定形成されることを理論と実験により初めて示した。
(6)材料の強度、靭性と関連するマルテンサイト量ならびに組織が磁場で制御可能である事を示した。
(7)磁場の印加、除去によりマルテンサイトが生成、消滅する磁気弾性マルテンサイト変態をFe-Ni-Co-Ti合金において見出した。この事は本材料の形状が磁場の有無により変化することを物語る。
(8)介在物乱流凝集と電磁分離挙動を解明し、電磁介在物除去プロセスを提案した。
(9)スパイラル駆動電磁攪拌装置を開発した。
(10)液体金属内に非接触で超音波を発生させる電磁超音波発生装置を試作し、約1気圧の音圧を得た。

研究成果

• [文献書誌] 浅井滋生、千野靖正: "材料電磁プロセッシングの概要"電気学会誌. Vol.119,No.4. 208-211 (1999)
• [文献書誌] 伊藤実和子、佐々健介、小川博靖、堂山昌男、山田恵彦、浅井滋生: "黒鉛化過程での強磁場の印加によるPAN系炭素繊維の高度化"炭素. No.191. 37-41 (2000)
• [文献書誌] 脇憲久、佐々健介、浅井滋生: "強磁場を利用した溶融金属中介在物の磁気分離"鉄と鋼. 86巻6号(掲載予定). (2000)
• [文献書誌] H. Ozoe: "Numerical computations for Czochralski convection"Japan-France Coop. Sci. Prog. Seminar on New Aspects of Electromagnetic Processing of Materials, Nikko. 82-85 (1999)
• [文献書誌] Y. C. Won, K. Kakimoto and H. Ozoe: "Transient three-dimensional flow characteristics of Si melt in Czochralski configuration under a cusp-shaped magnetic field"Num. Heat Transfer, Part A. 36. 551-561 (1999)
• [文献書誌] M. Kaneda, T. Tagawa and H. Ozoe: "Thermoelectric effect on natural convection of liquid metal"12th Taejon/Chungnam-Kyusyu Symp.. 309-310 (1999)
• [文献書誌] H. Ozoe: "Melt stirring effect of a weak magnetic field on crystal growth"Progress in Crystal Growth and Characterization of Material, Pergamon. 38. 239-259 (1999)
• [文献書誌] T. Tagawa, R. Shigemitsu and H. Ozoe: "Influence of magnetizing force on natural convection"International Workshop an chemical, physical and biological processes under high magnetic field, Omiya. 50-50 (1999)
• [文献書誌] M. Kaneda, T. Tagawa and H. Ozoe: "Seebeck convection of liquid metal in a cube under various directions of the magnetic field"International Workshop an chemical, physical and biological processes under high magnetic field, Omiya. 51-51 (1999)
• [文献書誌] 谷口尚司、菊池淳、小林誠、鈴木大輔: "介在物の電磁分離を伴う鋼の脱酸"材料とプロセス. 12巻1号. 10-13 (1999)
• [文献書誌] 谷口尚司、菊池淳、小林誠、鈴木大輔: "介在物の電磁分離を伴う溶鋼のシリコン脱酸"電磁力を利用した材料プロセッシングの新展開(日本鉄鋼協会編). 47-53 (1999)
• [文献書誌] 渡辺正臣、鈴木大輔、谷口尚司、菊池淳: "電磁力場における溶鋼の高速脱酸"材料とプロセス. 12巻4号. 848-848 (1999)
• [文献書誌] 窪田征弘、吉川昇、谷口尚司: "直流電磁力場における非導電性の2粒子間相互作用"材料とプロセス. 13巻1号. 3 (2000)
• [文献書誌] S. Taniguchi: "Electromagnetic Separation of Inclusion from Liquid Metal by Simulataneous Imposition of AC current and AC magnetic Field"Japan-France Corporative Science program Seminar on New Aspects of Electromagnetic Processing of Materials. 44-46 (1999)
• [文献書誌] 上野和之: "スパイラル電流を誘起するリニアモータ"材料とプロセス. 12巻1号. 41-44 (1999)
• [文献書誌] T. Kakeshita, T. Saburi, K. Kindo and S. Endo: "Martensitic Transformations in Some Ferrous and Non-Ferrous Alloys under Magnetic Field and hydrostatic pressure"Phase Transitions. Vol.70. 65-113 (2000)
• [文献書誌] T. Kakeshita, T. Saburi and K. Shimizu: "Kinetics of Martensitic Transformations in Some Ferrous and Non-Ferrous Alloys"Philosophical Magazines B. Vol.80 No.2. 171-181 (2000)
• [文献書誌] T. Kakeshita and T. Saburi: "Kinetics and origin of martensitic Transformations in some Ferrous and Non-Ferrous Alloys"Proceedings of the International Conference on Solid-Solid Phase Transformations '99. 907-914 (1999)
• [文献書誌] T. Kakeshita, T. Savuri and K. Shimizu: "Effects of Hydrostatic Pressure and Magnetice Field on Martensitic Transformations"Materials Science and Engineering. A273-275. 21-39 (1999)
• [文献書誌] H. Yasuda, I. Ohnaka, K. Tokieda and N. Notake: "A Model for Oscillatory Structure during Unidirectional Solidfication of peritectic Alloys"Mater. Trans. JIM. 40. 373-376 (1999)
• [文献書誌] H. Yasuda, I. Ohnaka, T. Fukuda, K. Watanabe and K. Shimamura: "A Magnetic Alignment Processing by using Nonequilibrium Structure of Rapid Solidification"Proc. Japan-France Corporative Science Seminar on New Aspect of Electromagnetic Processing of Materials. 88-92 (1999)
• [文献書誌] H. Yasuda, N. Notake, K. Tokieda and I. Ohnaka: "Periodic Structure during unidirectional solidification for peritectic Cd-Sn alloys"J. Cryst. Growth. 210. 637-644 (2000)
• [文献書誌] I. Ohnaka and H. Yasuda: "Solidification Structure Control by Magnetic Field"Proc. Oxford-Kobe Materials Seminar on Solidification and Casting. 173-179 (1999)
• [文献書誌] H. Yasuda, I. Ohnaka, K. Tokieda and N. Notake: "Peritectic Solidification"Proc. Oxford-Kobe Materials Seminar on Solidification and Casting. 59-67 (1999)
• [文献書誌] K. Iwai, Q. Wang, T. Momiyama, H. Muraki and S. Asai: "Increase in the Intensity of a Compression Wave in a Liquid Metal"Proc. of Japan-France Joint Seminar. 61-64 (1999)
• [文献書誌] 岩井一彦、浅井滋生、王強、籾山津好、天野真次: "電磁場を利用した液体金属内疎密波生成"材料とプロセス. 12巻1号. 45-48 (1999)
• [文献書誌] 王強、籾山津好、岩井一彦、浅井滋生: "靜磁場と高周波磁場の重畳印加による液体金属内疎密波生成"材料とプロセス. 12巻4号. 850-850 (1999)
• [文献書誌] 浅井滋生: "磁場による蒸着膜の結晶方位の制御方法"
• [文献書誌] 浅井滋生: "磁場による電析または無電解析出膜の結晶方位制御方法"
• [文献書誌] 浅井滋生: "炭素繊維の製造方法"
• [文献書誌] 浅井滋生: "溶融金属中の介在物低減方法"
• [文献書誌] 安田秀幸: "非平衡組織を利用した結晶方位配向多結晶の磁場中製造法"
• [文献書誌] 谷口尚司、上野和之: "導電性流体のための誘導型電磁駆動装置"
• [文献書誌] 岩井一彦: "導電性液体内疎密波発生装置"