難加工性合金の高速形状制御単結晶化技術における動的接触角の速度依存性の実験的検証

难加工合金高速形状控制单晶技术中动态接触角速度依赖性的实验验证

• 批准号: 22K20473
• 负责人: 村上 力輝斗
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-08-31 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K20473/
• 关键词: 単結晶育成; マイクロ引き下げ法; 形状制御凝固

本研究では、濡れ性の低い系におけるμ-PD法（Dewetting μ-PD法）における、形状制御性に関する従来のμ-PD法からの特異性について検討を実施する。Dewetting μ-PD法は、近年開発された表面張力を利用した形状制御単結晶育成法であり、従来は機械加工が不可能とされた難加工性材料をシングルプロセスで高速に線材化することが可能な手法である。Dewetting μ-PD法では、従来法と異なり結晶の径が正の引下げ速度依存性を有すること等の特徴が見られることから、前進接触角の速度依存性が影響していると予想される。本研究では、静的角度条件の測定を通じた理論値と結晶育成試験を通じて実現される結晶径から予測される値のずれを比較し、前進接触角およびその速度依存性を検証する。2022年度は、従来測定されてこなかったPt等の高融点純金属における気液固三重点のGrowth angleの実測を当初の計画通りテトラアーク引上げ法を用いて実施し、当該パラメータを用いたメニスカス形状の計算を実施した。Pt等の高融点金属の結晶育成を行い、画像解析からGrowth angleを推定し、Growth angleがいずれも10°未満であることを明らかにした。これは、線径を穴径に漸近させるための必要条件である接触角との角度和条件に対して、Growth angleがほとんど寄与していないことを意味しており、接触角が増大する要因の必要性を明らかにするものであった。またDewetting μ-PD法における結晶径の正の速度依存性に対して、融液と坩堝壁面の満たす境界条件の観点から検討を行った。結晶育成時の投入電力量の制御から予測される固液界面位置の上昇に対して線径が増大する傾向が得られ、理論的に予測される固定端条件での挙動と一致したことから、境界条件が実験的に推定可能であることが明らかとなった。

In this study, we conducted a study on the relationship between shape control and specificity of μ-PD method. Dewetting μ-PD method has been developed in recent years. Surface tension is used to control the shape of single crystals. It is impossible to machine difficult materials. It is possible to make high speed wires. Dewetting μ-PD method is different from other methods, such as crystal diameter, velocity dependence of forward contact angle, etc. In this study, the determination of static angle conditions, theoretical values, crystal growth tests, comparison of predicted crystal diameters, and velocity dependence of forward contact angles were demonstrated. In 2022, the growth angle of the liquid-solid ternary system was measured by using the method of upward displacement, and the shape of the liquid-solid ternary system was calculated. The growth angle of Pt and other metals with high melting point is estimated by image analysis. The angle and condition of the contact angle are related to the necessity of increasing the contact angle. Dewetting μ-PD method is used to investigate the positive velocity dependence of crystal diameter, melt and crucible wall conditions. The control of the input power during crystallization increases the tendency of the solid-liquid interface position to increase in diameter, and the theoretical prediction increases the tendency of the solid-liquid interface position to increase in diameter.

项目成果

化合物、被膜、容器材料および管材

化合物、涂料、容器材料和管材

• 发表时间: 2022

超臨界流体または亜臨界流体用耐食部材

超临界或亚临界流体的耐腐蚀零件

• 发表时间: 2022

濡れ性の低い系でのマイクロ引き下げ法 における合金線材の形状制御凝固 （１）

低润湿性系统中采用微拉拔法实现合金丝形状控制凝固 (1)

• 发表时间: 2022
• 作者: Naomoto Hayashi;Yuui Yokota;Takahiko Horiai;Masao Yoshino ;Akihiro Yamaji;Rikito Murakami;Takashi Hanada;Hiroki Sato;Satoshi Toyoda;Yuji Ohashi;Shunsuke Kurosawa;Kei Kamada;Akira Yoshikawa;村上力輝斗，山口大聡，鎌田圭，V. V. Kochurikhin，吉川彰;矢島隆雅，鎌田圭，佐々木玲，沓澤直子， 村上力輝斗，堀合毅彦，Kyoung Jin Kim，吉野将生，山路晃広，黒澤俊介，横田有為，佐藤浩樹， 豊田智史，大橋雄二，花田貴，Vladimir Kochurikhin，吉川彰;鎌田圭，矢島隆雅，吉野将生，佐々木玲，堀合毅彦，村上力輝斗，沓澤直子， Kyoung Jin Kim，吉川彰;佐々木玲，鎌田圭，矢島隆雅，吉野将生，堀合毅彦，村上力輝斗，Kyoung Jin Kim， 山路晃広，黒澤俊介，横田有為，佐藤浩樹，豊田智史，大橋雄二，花田貴，Vladimir. V. Kochurikhin， 吉川彰;松倉大佑，黒澤俊介，山路晃広，大橋雄二，横田有為，鎌田圭，佐藤浩樹，豊田智史， 吉野将生，花田貴，村上力輝斗，堀合毅彦，吉川彰;柿本浩一，高橋勲，富田健稔， 鎌田圭，中野智，吉川彰;柿本浩一，高橋勲，富田健稔， 鎌田圭，姚永昭，石川由加里， 中野智，吉川彰;矢島隆雅，鎌田圭，沓澤直子， 佐々木玲，村上力輝斗，吉野将 生，堀合毅彦，Kyoung Jin Kim，山路晃広，黒澤俊介，横 田有為，佐藤浩樹，豊田智史， 大橋雄二，花田貴，Vladimir. V. Kochurikhin，吉川彰;富田健稔，高橋勲，V. Kochurikhin，庄子育宏，鎌田 圭，柿本浩一，吉川彰;村上力輝斗，及川勝成，鎌田 圭，吉川彰
• 通讯作者: 村上力輝斗，及川勝成，鎌田 圭，吉川彰

Development of Ruthenium-Based Alloy Wire for Highly Efficient OLED Vacuum Deposition

用于高效OLED真空沉积的钌基合金丝的开发

• 发表时间: 2023
• 作者: Rikito Murakami;Kei Kamada;Kenichi Umetsu;Shiika Itoi;Hiroaki Yamaguchi;Takashi Yoshioka;Katsunari Oikawa;Junji Kido;Akira Yoshikawa
• 通讯作者: Akira Yoshikawa

濡れ性の低い系でのマイクロ引き下げ法における合金線材の形状制御凝固（２）

低润湿性系统中采用微拉拔法实现合金丝形状控制凝固 (2)

• 发表时间: 2022
• 作者: Chien Yu-An;Chen Chun-Yi;Kurioka Tomoyuki;Sone Masato;Chang Tso-Fu Mark;村上 力輝斗，及川 勝成，鎌田 圭，吉川 彰;村上 力輝斗，及川 勝成，鎌田 圭，吉川 彰
• 通讯作者: 村上 力輝斗，及川 勝成，鎌田 圭，吉川 彰