2006 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ粒子合金系平衡状態図創製のための界面エネルギーの評価
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18360368
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
田中 敏宏 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (10179773)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平井 信充 大阪大学, 大学院工学研究科, 講師 (50294020)
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| Keywords | 平衡状態図 / 固液界面エネルギー / 表面張力 / 熱力学データベース / 固体の表面エネルギー |
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| Research Abstract |
これまでに構築した「固体ならびに液体合金の表面張力の温度および組成依存性を算出できるモデル」を用いて、ナノ粒子合金の固相-液相平衡に対する平衡状態図を推算し、種々の合金系に対するナノ粒子合金系平衡状態図を作成した。さらにSn-Bi系合金に対しては電子顕微鏡内でナノ粒子合金を作製し、さらにその融解挙動を観察したところ、融解温度には実験値と計算値にわずかな差が生じた。その差は、上記の状態図計算では考慮しなかった「固相-液相間界面エネルギー」が原因であると考えている。ただし、合金系における固相-液相間界面エネルギーの情報はほとんどないため、本研究では、(1)合金系における固相-液相界面エネルギーを測定する装置を開発する。(2)同界面エネルギーの推算モデルを導出することを目的としている。平成18年度は、固相-液相間界面エネルギーを測定するために、固体-液体-気体の3相が接触する点におけるDupreの釣り合いの関係から、3相が互いに形成する接触角を測定することによって、液相の表面張力が既知の場合には、固液間界面エネルギーのみならず、固相の表面エネルギーの情報も得られることに着目した。Dupreの釣り合いの関係を満たすように固体基板上にレンズ状の液滴を作製し、その形状を測定できる装置の開発を行った。すでに合金系および溶融塩系に対して上記手法による固液界面エネルギーの測定を始めている。また、種々の合金系に対して、固体基板上に理想的な形状のレンズ上液滴を作製するための手法を検討している。さらに、2成分系合金に対する固液間界面エネルギーを推算できるモデルを導出した。このモデルでは、純粋系に対する固液間界面エネルギーと液相および固相における混合熱の情報から合金系の固液界面エネルギーを計算できる。ただし、実験値との比較検討が現在の課題である。
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