| 研究概要 |
二元系及び三元系溶融合金を電磁浮遊法により浮遊させた液滴に静磁場を印加し、流れを抑制した場合や、溶融液滴を自由落下させるdrop tube法などの様々な無容器急速凝固法により凝固させた場合において、形成する微細組織が異なる(Cao et al., Scripta Materialia, 2003; Gao et al., J. Phys., Conf. Ser.144, 2009; Luo et al., J. Appl. Phys., 2009)ことが知られている。これらは材料が同じにもかかわらず、液滴内部の流動状態が全く異なるために引き起こされると考えられており、昨年度までの調査により、静磁場を印加し、流れを変化させると、凝固組織構造が変化することが明らかになった。そこで、静磁場印加電磁浮遊法を用いて、CuCo合金に対して周期加熱法により、試料内対流の流動状態の把握を行った。それにより、周期加熱と温度応答の位相差の静磁場依存性が、低磁場域と高磁場域において異なることが分かった。これは、流れが乱流から層流に遷移するためであると思われる。また、その遷移域が凝固組織構造の遷移域と一致した。そのことから、凝固組織構造が変化する要因として、液滴内部の流動、特に乱流-層流遷移の影響が大きいことが分かった。また、Phase Field法による導体流体中の導体液滴の挙動解析を行うシミュレーションコードの作成を行った。そのシミュレーションにより、静磁場印加時では、静磁場を印加しない場合と単一液滴の挙動が大きく異なり、揚力が強く働くことが分かった。そのため、相分離構造の主要因であると思われる衝突合体挙動が大きく変化するためであると思われる。今後、詳細を検討する予定である。
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