| 研究課題/領域番号 |
20H02453
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究機関 | 千葉工業大学 |
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研究代表者 |
小澤 俊平 千葉工業大学, 工学部, 教授 (80404937)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| キーワード | 表面張力 / 高温融体 / 雰囲気酸素分圧 / ガス平衡 |
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| 研究実績の概要 |
溶接や鋳造等の自由表面を有する高温融体プロセスの最適化や現象解明の為に，表面張力の正確な値が強く求められている．金属融体の表面張力は，雰囲気酸素分圧の影響を受けることが分かってきたが，合金融体において，組成，酸素分圧，温度の影響を同時にパラメータとした測定は無い．また従来報告されている溶鉄の表面張力と温度の関係においては，H2還元ガス雰囲気におけるH2Oの解離平衡に由来したくびれ形の温度依存性があるとの報告がある一方で，そのような挙動が得られていないが報告ある．さらに，測定者によっ表面張力に対する雰囲気酸素分圧の影響に大きな差があり，議論に決着が着いていない．そこで2020年度は，鉄合金融体の表面張力に対する，酸素分圧，温度，合金元素の影響解明のための基礎データを得ることを目的として，溶鉄の表面張力データの再考察を行った．
その結果，不活性ガスと酸素の単純混合気体雰囲気では，試料の蒸発等に起因して融体表面近傍の酸素分圧が著しく低下し，酸素分圧の見かけの影響が小さくなることが分かった．またH2還元ガス雰囲気における表面張力のくびれ形の温度依存性は，十分に広い温度範囲で測定しない限り検出が困難であることが分かった．また，雰囲気中に不純物として含まれる水蒸気量が少ない場合には，そのくびれが小さくなることが確認された．
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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
コロナウィルス禍の影響により，実験回数が限られてしまったものの，代表的な実用合金の主成分である溶鉄の表面張力について，従来の報告における矛盾の理由を明らかにできたことから，次年度以降に予定しているFe-Cu合金や，Fe-Si合金融体の表面張力測定のための準備を整えられた．
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究の目的を達成するためには，様々な合金組成の組み合わせについて検討する必要があるが，コロナウィルスの影響により，実験機会が限られている現状がある．そこで，短時間でも十分な数の実験を行うために，当初の計画に沿って，本研究の主幹装置である電磁浮遊炉をもう一台構築する予定である．また，研究協力者として博士課程の学生を1名追加し，研究の促進を行う．
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