| 研究課題/領域番号 |
20246112
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
安田 秀幸 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60239762)
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| 研究分担者 |
吉矢 真人 大阪大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00399601)
柳楽 知也 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教 (00379124)
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| キーワード | 凝固 / 磁気科学 / 組織制御 / 結晶配向 / 放射光 |
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| 研究概要 |
物質の磁化が相変態、組織形成に及ぼす影響は、材料が強磁性体を除きほとんど考慮されてこなかった。その理由に、一般的な常磁性体、反磁性体の磁化率を有する物質では、1T以下の磁場では静磁エネルギーが小さく、相変態、組織形成に作用しないためである。近年、数T以上の磁場を印加できる超伝導マグネットが普及し、容易に強磁場が印加でき、材料プロセスへの応用が注目されている。本研究では、主に凝固過程における磁場印加の効果を明らかにし、新たな組織制御の学理を確立することを目的としている。
(1)磁場中凝固過程の観察技術の開発
放射光を利用した金属合金の凝固過程の観察手法を目指して、観察装置を試作した。Sn合金の凝固過程観察に成功し、0.3Tの磁場でもデンドライトの成長に影響する可能性が示された。さらに、交流磁場印加装置の基本設計を行った。
(2)結晶成長に及ぼす磁場の影響
デンドライト成長において流動の影響はあまり考慮されてこなかったが、0.8T程度の磁場を印加した電磁浮遊法でFe合金の結晶成長速度を測定した結果、0.8T程度の磁場により流動が変化し、成長速度に影響していることが実験的に示された。
(3)3軸配向組織形成
FeSi2化合物をターゲットして、結晶磁気異方性エネルギーを利用した3軸配向組織、つまり擬単結晶の作製を試みた。時間変化する磁場を適切に印加すれば、FeSi2粒子は磁気異方性に従って3軸配向することが見いだされた。また、配向のメカニズムから印加すべき磁場の条件を明らかにした。
(4)粒子結晶の作製
流体中に分散した単分散TiO2粒子に10Tの磁場を印加し、粒子間に作用する磁気双極子相互作用が粒子配列に影響することを明らかにした。
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