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合金液体が過冷却して凝固する場合に形成される準安定相についてその形成条件、形成される相の予測に関する基礎的研究を行った。
1.過冷却した液体が凝固するとき、先ず準安定相が一旦発生した後その相が安定相に変化することが一般則であるとするオストワルドのSTEP RULEについて、その成立する条件を検討した。その結果、過冷却度が大きいときは、この法則が一般的に成立することが証明された。またその法則の成立するようになる過冷却度の値は、準安定相と安定相との凝固潜熱の比が小さい程小さくなる。
2.全率固溶型の合金においては過冷却して凝固する時に発生する固相の初期溶質濃度は過冷却度が小さい時には平衡凝固により発生する固相における溶質濃度とほぼ等しいが、過冷却が増すにつれて合金の初期濃度に近ずき、過冷却度が、初期溶質濃度の合金の等溶質融解点であるTo温度の1/3に達するとき、初期濃度と等しい固相の発生の頻度が最大となる。
3.合金試料をシリコンオイル中で溶解した後超音波振動を与えて小滴に分散させた後徐冷することにより液相線温度の約10%程度の大過冷却凝固を数種類の合金について実現した。
(1)InBi合金においては金属化合物として高圧で安定なγ相の準安定相としての形成が認められた。
(2)Sn-Pb合金では共晶温度の約50K下に準安定な包晶反応の存在することが確認できた。この包晶反応はこの合金の高圧における状態図においては平衡反応として存在する。高圧における他の研究者の実験結果を用いて包晶反応の温度を常圧にまで外挿すると、本研究で見出した準安定包晶反応温度と良い一致を見た。
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