磁気応答を利用した凝固・結晶成長工学の構築

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20246112
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 金属生産工学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 安田 秀幸 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60239762)
• 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)
• 連携研究者: 杉山 明 大阪産業大学, 教授 (10335375)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2011
• 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

研究概要

磁場を積極的に利用した高次な組織制御手法の確立を目指した.開発したX線イメージングによるその場観察手法により,多くの金属合金で観察が可能になった.その場観察によりAl-In合金の規則組織形成の機構を明らかにした.また, Al合金で静磁場が対流を引き起こすことを明らかにした.さらに,斜方晶FeSi_2微粒子の3軸配向を実現し,磁場により常磁性TiO_2粒子の配列を向上できることを明らかにした.

研究成果

• [雑誌論文] Real-Time Radiographic Observation of Solidification Behavior of Al-Si-Cu Casting Alloys with the Variation of Iron Content (2012)
  • 著者名/発表者名: B. K. Kim, S. H. Lee, S. M. Lee, H. Yasuda
  • 雑誌名: Mater. Trans 巻: 53 ページ: 374-379
  • DOI: doi:10.2320/matertrans.F-M2011834
  • 査読あり
• [雑誌論文] Granular deformation mechanisms in semi-solid alloys (2011)
  • 著者名/発表者名: C. M. Gourlay, A. K. Dahle, T. Nagira, N. Nakatsuka, K. Nogita, K. Uesugi, H. Yasuda
  • 雑誌名: Acta Mater 巻: 59 ページ: 4933-4943
  • DOI: doi:10.1016/j.actamat.2011.04.038
  • 査読あり
• [雑誌論文] In situ investigation of unidirectional solidification in Sn-0. 7Cu and Sn-0. 7Cu-0. 06Ni (2011)
  • 著者名/発表者名: C. M. Gourlay, K. Nogita, A. K. Dahle, Y. Yamamoto, K. Uesugi, T. Nagira, M. Yoshiya, H. Yasuda
  • 雑誌名: Acta Mater 巻: 59 ページ: 4043-4054
  • DOI: doi:0.1016/j.actamat.2011.03.028
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct Observation of Deformation in Semi-Solid Carbon Steel (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Nagira, C. M. Gourlay, A. Sugiyama, M. Uesugi, Y. Kanazawa, M. Yoshiya, K. Uesugi, K. Umetani, H. Yasuda
  • 雑誌名: Scr. Mater 巻: 64 ページ: 1129-1132
  • DOI: doi:10.1016/j.scriptamat.2011.03.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of X-ray imaging for observing solidification of carbon steels (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Yasuda, T. Nagira, M. Yoshiya, N. Nakatsuka, A. Sugiyama, K, Uesugi, K. Umetani
  • 雑誌名: ISIJ Int 巻: 51 ページ: 402-408
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regular structure formation of hypermonotectic Al-In alloys (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Yasuda, S. Kato, T. Shinba, T. Nagira, M. Yoshiya, A. Sugiyama, K. Umetani, K. Uesugi
  • 雑誌名: Materials Science Forum 巻: 649 ページ: 131-136
  • DOI: doi:10.4028/www.scientific.net/MSF.649.131
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Analyses of Effectiveness of Magnetic Field on Variant Selection in FePd by Phase Field Modeling (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Ueshima, M. Yoshiya, H. Yasuda
  • 雑誌名: ISIJ Int 巻: 50 ページ: 1908-1913
  • DOI: doi:10.2355/isijinternational.50.1908
  • 査読あり
• [雑誌論文] In-situ observation of solidification of Al-Cu alloys under a transverse magnetic field (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Inoue, Y. Minami, N. Nakatsuka, H. Yasuda, M. Yoshiya, T. Nagira, A. Sugiyama, K. Uesugi, K. Umetani, Proc
  • 雑誌名: 4th Asian Workshop on Electromagnetic Processing of Materials ページ: 166-168
• [雑誌論文] Three-Dimensional Alignment of FeSi2 with Orthorhombic Symmetry by an Anisotropic Magnetic Field (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Nakatsuka, H. Yasuda, T. Nagira, M. Yoshiya, J. Phys
  • 雑誌名: Conf. Ser 巻: 165 ページ: 012021
  • DOI: doi:10.1088/1742-6596/165/1/012021
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reduced droplet coarsening in electromagnetically levitated and phase-separated Cu-Co alloys by imposition of a static magnetic field (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. K. Zhang, J. Gao, D. Nagamatsu, T. Fukuda, H. Yasuda, M. Kolbe, J. C. He
  • 雑誌名: Scripta Materialia 巻: 59 ページ: 1002-1005
  • DOI: doi:10.1016/j.scriptamat.2008.07.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Challenge for Fabrication of Crystalline Lattice Consisting of Monodispersed TiO2 Particles by Means of Magnetic Field (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Nakamura, H. Yasuda, T. Nagira, M. Yoshiya, S. Nishijima
  • 雑誌名: Proc 3rd Asian Workshop on Electromagnetic Processing of Materials ページ: 123-125
• [雑誌論文] Macroscopic modelling of semisolid deformation for considering segregation bands induced by shear deformation
  • 著者名/発表者名: S. Morita, H. Yasuda, T. Nagira, C. M. Gourlay, M. Yoshiya, A. Sugiyama
  • 雑誌名: Mater. Sci. Eng 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Massive transformation fromδphase toγphase in Fe. C alloys and strain induced in solidifying shell
  • 著者名/発表者名: H. Yasuda, T. Nagira, M. Yoshiya, A Sugiyama, N. Nakatsuka, M. Kiire, M. Uesugi, K. Uesugi, K. Umetani, K. Kajiwara
  • 雑誌名: Mater. Sci. Eng 巻: (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] Convection induced by static magnetic field during solidification of Al-Cu alloys (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Yasuda, K. Inoue, Y. Minami, N. Nakatsuka, M. Yoshiya, T. Nagira, A. Sugiyama, K. Uesugi, K. Umetani
  • 学会等名: 5th Int. Workshop on Materials Analysis and Processing in Magnetic Fields(MAP5)
  • 発表場所: Autrans, France
  • 年月日: 20120513-17
• [学会発表] その場観察に基づいた静磁場下におけるAl-Cu合金の固液共存領域の流動のモデル検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上馨亮, 南雄大, 中塚憲章, 安田秀幸, 吉矢真人, 柳楽知也, 杉山明, 上杉健太朗, 梅谷啓二
  • 学会等名: 日本金属学会2012年春季大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 20120328-30
• [学会発表] Influence of Convection on Dendrite Growth and Microstructure Evolution by Using AC+ DC Electromagnetic Levitator (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Yasuda, Y. Kanzawa, T. Fukuda, T. Nagira, M. Yoshiya
  • 学会等名: Materials Research in Microgravity, 2012 TMS Annual Meeting
  • 発表場所: Oreland, FL, USA
  • 年月日: 20120311-15
• [学会発表] 静磁場下での凝固現象と結晶配向現象 (2012)
  • 著者名/発表者名: 安田秀幸, 井上馨亮, 南雄大, 中塚憲章, 黒川恵史, 吉矢真人, 柳楽知也
  • 学会等名: 日本磁気学会第19回強磁場応用専門研究会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2012-03-19
• [学会発表] Time-resolve X-ray Imaging of Dendritic Solidification and Natural Convection Induced by Transverse Static Magnetic Field (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Inoue, H. Yasuda, N. Nakatsuka, Y. Minami, T. Nagira, M. Yoshiya, A. Sugiyama, K. Uesugi, K. Umetani
  • 学会等名: The 4th International Conference on Magneto Science(ICMS2011)
  • 発表場所: Shanghai, P. R. China
  • 年月日: 20111009-12
• [学会発表] Convection Induced by Static Magnetic Field in Dendritic Growth (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Yasuda, T. Nagira, M. Yoshiya, Y. Minami, K. Inoue, N. Nakatsuka, A. Sugiyama, K. Uesugi, K. Umetani
  • 学会等名: Workshop on Dynamics, Properties, and Solidification of Liquid Alloys
  • 発表場所: Cologne, Germany
  • 年月日: 20110707-09
• [学会発表] Al-Cu合金における磁気熱電効果の観察 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井上馨亮, 南雄大, 中塚憲章, 安田秀幸, 吉矢真人, 柳楽知也, 杉山明, 上杉健太朗, 梅谷啓二
  • 学会等名: 第6回日本磁気科学会年会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2011-09-28
• [学会発表] In-situ observation of secondary arm coarsening in carbon steels (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Nakatsuka, T. Nagira, M. Yoshiya, A. Sugiyama, K. Uesugi, K. Umetani, H. Yasuda
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Cutting Edge of Computer Simulation of Solidification and Casting(CSSC2010)
  • 発表場所: Hokkaido University, Sapporo, Japan
  • 年月日: 20100203-05
• [備考]
  • URL: http://www.mpd.ams.eng.osaka-u.ac.jp