溶融めっき用液体Zn-Al合金の密度・粘度・表面張力の測定

本研究では、鋼板の溶融めっき用液体Zn-Al合金の表面張力ならびに密度を測定するために、高精度で、また広い温度範囲にわたって液体の表面張力と密度を同時に測定できる静滴法の装置を設計した。本装置では、基板上の液体金属または合金の輪郭線の測定精度ならびに測定者・測定回数ごとの任意性を極力小さくするために、試料形状を高分解能のCCDカメラで撮影し、その画像をパーソナル・コンピュータに記録する。その後、測定した画像を2値化処理し、明確な試料形状の輪郭線を求める。以上の2値化処理もコンピュータ・ソフトウエアを用いて行い、測定者による任意性をなくすように努めた。また、本装置では、基板上の液体金属および合金が必ずしも対称的な投影形状を示さないことを考慮して、できる限り多くの方向から試料の形状を測定・記録するために、試料の基板をその支持台とともに任意の角度に水平状態で回転できるように設計した。さらに、本装置では、試料の加熱・冷却もすべてマイクロコンピュータによる制御とし、所定の温度において±0.5K以下の精度で長時間保持することができ、表面張力ならびに密度の測定精度を向上させる工夫を加えている。現時点では以上の設計段階をほぼ終了し、装置の各部分ごとに性能の評価および実験的検討を加えている。これらの実験的検討を終了した後、すべてのシステムを組み立て、表面張力ならびに密度が既知の液体金属を用いて本実験装置およびシステムの妥当性ならびに測定精度について検討する予定である。なお、鋼板の溶融めっき用液体Zn-Al合金については、報告者らが本年度に行ったCaF固体電解質による同液体合金のAlの活量測定の結果と比較検討するために、表面張力の測定を純ZnならびにAl濃度が1wt%以下の合金から始めて、高Al濃度合金へ拡張する計画である。

本研究では、鋼板の溶融めっき用液体Zn-Al合金の表面張力ならびに密度を測定するために、高精度で、また広い温度範囲にわたって液体の表面張力と密度を同時に測定できる静滴法の装置を設計した。本装置では、基板上の液体金属または合金の輪郭線の測定精度ならびに測定者・測定回数ごとの任意性を極力小さくするために、試料形状を高分解能のCCDカメラで撮影し、その画像をパーソナル・コンピュータに記録する。その後、測定した画像を2値化処理し、明確な試料形状の輪郭線を求める。以上の2値化処理もコンピュータ・ソフトウエアを用いて行い、測定者による任意性をなくすように努めた。また、本装置では、基板上の液体金属および合金が必ずしも対称的な投影形状を示さないことを考慮して、できる限り多くの方向から試料の形状を測定・記録するために、試料の基板をその支持台とともに任意の角度に水平状態で回転できるように設計した。さらに、本装置では、試料の加熱・冷却もすべてマイクロコンピュータによる制御とし、所定の温度において±0.5K以下の精度で長時間保持することができ、表面張力ならびに密度の測定精度を向上させる工夫を加えている。現時点では以上の設計段階をほぼ終了し、装置の各部分ごとに性能の評価および実験的検討を加えている。これらの実験的検討を終了した後、すべてのシステムを組み立て、表面張力ならびに密度が既知の液体金属を用いて本実験装置およびシステムの妥当性ならびに測定精度について検討する予定である。なお、鋼板の溶融めっき用液体Zn-Al合金については、報告者らが本年度に行ったCaF固体電解質による同液体合金のAlの活量測定の結果と比較検討するために、表面張力の測定を純ZnならびにAl濃度が1wt%以下の合金から始めて、高Al濃度合金へ拡張する計画である。