強磁場による金属葉フラクタル成長の形態制御の研究

强磁场对金属叶片分形生长形态控制的研究

• 批准号: 04640378
• 负责人: 茂木 巌
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04640378/
• 关键词: フラクタル; 拡散律速凝集; 強磁場; 形態制御; 金属業

拡散律速凝集(DLA)によってフラクタル的に成長する金属葉のパターン形成が強磁場下でどのように変化するかを調べた。金属葉としては、典型的なDLAパターンを示す銀葉と、異方的なDLAパターンを示す鉛葉について実験を行った。両者とも2枚のガラス板の間で、水溶液からの無電解析出法により、2次元的に成長させた。磁場は東北大金研の強磁場センターにある大口径超伝導マグネットを用いて、8T(テスラ)まで印加した。設備備品として購入したCCDカメラとVTRを用いて磁場中での金属葉の成長の様子を動的に記録することができた。また、同じく設備備品として購入したビデオコピープロセッサーとスチルビデオレコーダーにより各時刻における金属葉の静止画像を記録することができた。これら観測、記録装置が充実したことにより、以下に示すような成果を得ることができた。1.銀葉の成長はゼロ磁場では無秩序なフラクタルパターンを示すが、磁場中では成長端のゆらぎが小さい緻密なパターンになる。この傾向は強磁場下で成長したものほど顕著であった。2.銀葉の成長パターンのフラクタル次元を見積もってみたところ、ゼロ磁場では1.62となり、DLAのコンピュータシミュレーションの結果とほぼ一致する結果が得られた。他方、8Tでは1.70から2への次元のクロスオーバーが観測された。3.鉛葉の成長は、ゼロ磁場では主枝の両側に側枝が対称的に伸びた樹枝状パターンを示すが、磁場中では主枝の片側にだけ側枝が伸びる非対称なパターンが観察された。これらの成果は、磁場によって樹枝状結晶の形態を制御できることを示したものである。

Dispersion Law Agglomeration (DLA) is a method for regulating the growth of metal leaves under strong magnetic fields. Metal leaves, typical DLA leaves, silver leaves, irregular DLA leaves, lead leaves, etc. The growth of two kinds of particles in aqueous solution without electrolytic precipitation method and two-dimensional growth method The magnetic field is large and the magnetic field is large. The CCD and VTR are used to record the growth of metal leaves in the magnetic field. The same equipment was purchased, and the still image of the metal leaf was recorded at each time. The measurement and recording devices are fully operational, and the results are shown below. 1. The growth of silver leaves is not orderly in the magnetic field, and the growth end is small and dense in the magnetic field. This tendency is to grow under strong magnetic fields. 2. The growth of silver leaves in the white space is consistent with the results of the magnetic field of 1.62 and the magnetic field of 1.62 Other, 8T 3. The growth of lead leaves is opposite to that of branches in the magnetic field, and the branches are opposite to each other. The results of the magnetic field are similar to those of the dendritic crystals.

项目成果

茂木 巌: "金属葉の成長形態におよぼす強磁場の影響" 新金属工業. 37. 119-123 (1992)

茂木岩男：“强磁场对金属叶子生长形态的影响” Shinkinzoku Kogyo，37. 119-123 (1992)。

S.Okubo: "Effet of High Magnetic Fields on Fractal Growth of Metal Leaves" Pattern Formation in Complex Dissipative Systems. 98-102 (1992)

S.Okubo：“高磁场对金属叶子分形生长的影响”复杂耗散系统中的图案形成。