| 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 / その場観察 |
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| 研究概要 |
最終年度である今年度はこれまでに生じた課題も含めて総括的に研究を進めた。各研究項目の実績は以下の通りである。
(1)凝固過程の観察技術の開発
当初の目標とした1600□まで(Sn、Al、Cu、Ni、Fe合金)の凝固ならびに磁場凝固のその場観察が可能になった。空間分解能が数ミクロンの場合は1fps程度の時間分解能、空間分解能が20ミクロンの場合は数100fpsの時間分解能を実現した。印加磁場は、0-0.45Tの範囲で可能になった。さらに、電磁力を想定した変形実験も可能になった。
(2)磁場中凝固現象
Sn合金では静磁場による流動抑制が支配的であり、Al-Cu合金では磁気熱電効果による対流励起が支配的であることを明らかにした。さらに、固相、液相の熱起電力の測定を行い、定量的解析に必要なデータを蓄積した。これらのデータを用いて、対流の励起に関するモデル化を行い、磁場と流動の定量的関係を検証した。今後、これらのモデルを用いて、他の合金系でも磁気熱電効果による流動の励起の有無を予測できると考えられ、磁場中凝固組織制御に有意義な結果が得られた。
(3)磁気効果を利用した規則組織・均一分散組織形成
磁場中の規則組織の形成機構について、凝固界面の溶質分配・界面エネルギーだけでなく、磁化率の異なる2相間の磁気双極子相互作用も強磁場では寄与することを明らかにした。また、この知見は構成相の磁化率の制御(組成制御などを通して)などの手法に展開できる。
(4)3軸配向組織形成
対称性の低い結晶粒子の3つの結晶軸の向きが配列した3軸配向を有した結晶の作製プロセスを検討して、流体中の3軸配向だけでなく、粉末凝集体の3軸配向も実現した。特に溶液の粘性や鋳型の回転速度の最適化に3軸の配向度が依存し、配向度を向上させるプロセスパラメータの指針を得た。
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