| 研究課題/領域番号 |
23360049
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| 研究機関 | 秋田県立大学 |
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研究代表者 |
佐藤 明 秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (50211941)
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| 研究分担者 |
青島 政之 秋田県立大学, システム科学技術学部, 助教 (20315625)
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| 研究期間 (年度) |
2011-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 粒子サスペンション / レオロジー / 逆磁気粘性効果 / 分子シミュレーション / ブラウン動力学法 / ブラウン運動 |
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| 研究概要 |
平成24年度の本研究の主たる目的は、昨年度の研究で得られたシミュレーションによる基礎データを用いて、磁場下で精密なレオロジー特性を測定できるコーン型回転粘度計を主構成要素とするレオロジー測定装置システムの構築を行うことであった。本研究目的達成のために、昨年度に行った理論解析と分子シミュレーションをさらに実行し、本実験装置システムの構築に際しての追加の基礎資料を取得することを行った。配向分布関数に基づく理論解析やブラウン動力学法や格子ボルツマン法による分子シミュレーションの結果により、磁気粘性効果に及ぼす磁場の強さの影響やずり速度の影響を詳細に解明することで、レオロジー測定システムの効果的な設計を行うことに成功している。また、分子シミュレーションによる、より効果的に逆磁気粘性効果を測定するための分散媒の選定の指針や印加すべき磁場の強さの範囲を有する電磁石の選定の指針の下に、本実験的研究の推進を可能にするレオロジー測定装置の構築はほぼ完了を見た。並行して進めた微粒子の創製の実験的研究により、分散媒を工夫した調製法の改善を行い、従来よりもアスペクト比の大きなスピンドル状のヘマタイト粒子の調製に成功している。この粒子を分散媒に分散させたサスペンションを用いて、上記レオロジー測定システムを用いた予備実験を行うことにより、逆磁気粘性効果が測定可能であることを確認している。平成25年度で詳細な逆磁気粘性効果に関する広範な実験的研究を推進することになる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
逆磁気粘性効果を効果的に広範囲に測定できるレオロジー測定システムの構築を主眼とした本年度の目的は、予備実験により実際に逆磁気粘性効果が測定できることの検証により、ほぼ達成していると言うことができる。また、本実験装置で測定可能にするヘマタイト粒子の調製法やその粒子の分散媒の調製法に関する一定の実験的な結果も得られている。さらには、ブラウン動力学法や格子ボルツマン法によるミクロ解析や配向分布関数への磁場の強さの理論解析より、どのような状況下で逆磁気粘性効果が顕著に現れるかも詳細に解明している。以上を考慮すると、おおむね順調に研究は進展していると言うことができる。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度の研究では、アスペクト比や濃度を変えたヘマタイト粒子サスペンションを調製し、このレオロジー測定装置システムを用いた広範囲な実験を行い、逆磁気粘性効果に及ぼす種々の要因の影響を詳細に実験的に解明することを試みる。また、分子シミュレーションも並行して行い、レオロジー測定実験を効果的に遂行できるような基礎データの取得を目指す。逆磁気粘性効果に及ぼす要因として考えられるものは、磁場の強さ、ずり速度、磁性粒子の体積分率、粒子の磁気特性および幾何学形状、粒子間磁気力などが挙げられる。これらの諸要因の影響を明確に把握できるように、系統的な実験を遂行する方針である。さらに、これらの諸因子の実験範囲を効果的に選定できるように、並行してブラウン動力学法などを用いた分子シミュレーションを遂行する方針である。
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