| 研究概要 |
帯溶融及び一方向凝固YBCOのマクロ組織が123相柱状晶から等軸晶へ遷移する条件について実験及び解析的研究を行った。ファセットセルの123成長速度R(m/s)と包晶温度Tpからの過冷度ΔT(K)の関係は次式で近似された。R=Agc・ΔTr^2/η(T),(Agc=1.9×10^<-5>)-(1)、ここに、Agcは定数、ΔTr(=ΔT/Tp)は相対過冷度、ΔT=Tp-T、Tは界面温度(K)、Tpは123相の包晶温度、η(T)(Pa・s)は融液の粘度である。CCT曲線はTTT式から計算により求められるので、まず123相のファセット成長と融液中で1つの結晶が核生成するまでの潜伏時間(tinc)を、試料有効体積の評価より求めた次の修正型Johnson-Mehl-Avramiの式でTTT図を計算した。t=A・η(T)・{fs/(TrΔTr^6)・exp(B/Tr^3ΔTr^2)}+tinc-(2)、ここに、fsは固相率、Tr=T/Tp,ΔT=Tp-T,ΔTr=ΔT/Tpであり、AとBは定数である。123相のファセットセル成長における柱状晶から等軸晶への遷移は、柱状晶成長の過冷度が融液中での等軸晶生成の起こる過冷度よりも小さい条件になったとき生じ、これらが等しいことが柱状晶-等軸晶遷移条件を与える。言い換えれば、融液中で新しい結晶核が生成してあるfs(=10^<-10>,or0.01)に成長する相対過冷度(ΔTrt)が柱状晶成長の相対過冷度(ΔTrc)に等しくなったとき、等軸晶が形成されることになる。これから、柱状晶-等軸晶遷移条件(G-R遷移条件)は、Vc=R・Gの条件下でファセットセル成長の式(1)のΔTr(=ΔTrc)を、式(2)から計算で求めたCCT曲線のΔTrtに等値して得られ、このときまず種々のG値を仮定して計算し、その結果のうちで最初の計算に用いたGと一致するGから臨界G-R条件を得た。遷移条件の計算結果は広い温度勾配範囲の実験結果をよく説明した。
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