一方向凝固過程における核生成、成長のシミュレーション実験

单向凝固过程形核与长大模拟实验

• 批准号: 06230215
• 负责人: 栗林 一彦
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Institute of Space and Astronautical Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06230215/
• 关键词: 一方向凝固; その場観察; 顕微干渉計; ファセット界面

半導体、酸化物超伝導体の一方向凝固過程における固液界面は、金属の場合とは異なりファセットからなる鋸歯状形態を示すことが多い。このような界面の凹部にはセル境界が形成され、不純物原子の不均一サイトとなることから、ファセット的鋸歯状界面の形態形成機構の解明とその制御は近年多くの研究者の関心を集めてきた。これまで、著者らは透明な有機結晶をモデル試料にした固液界面近傍の光学的可視化実験から、このような界面では界面温度が一様になるように液相中の温度分布が変化することで界面形態が維持されることを明らかにしてきたが、界面前方の温度分布が変化する原因については不明であった。そこで平成6年度は、試料の幾何学的形状、凝固条件を変化させることにより温度分布の変化の理由についての検討を行った。種々の有機結晶において50μmφの熱電対を挿入した試料セルを用いた液相内温度分布の時間変化の測定からは、融解に伴うエントロピー変化△Smが稠密金属の値に近いサクシノニトリルでは固液界面近傍の温度変化は小さいが、△Smが大きくファセット的界面形態を呈するザロール、チモールでは、顕著な変化が観察された。またザロールにおいて、凝固速度Rが異なる場合も界面近傍の温度分布の変化が著しくなることが分かった。これらの挙動は凝固の進行に伴う凝固潜熱の解放の影響を無次元化したη(=Q/k R/G)と良い相関があること、すなわちRおよび温度勾配G等の凝固条件が同じならば、凝固潜熱Qが大きく、熱拡散率kが小さいほど界面における温度分布の変化は顕著であることが明らかとなった。

Semiconductor, acidification of super conductor 伝 の direction solidification process に お け は る solid-liquid interface, metal の と は different な り フ ァ セ ッ ト か ら な る saw を 歯 shape form shown す こ と が い more. こ の よ う な interface の notch に は セ ル realm が form さ れ, impurity atoms の heterogeneity サ イ ト と な る こ と か ら, フ ァ セ ッ ト saw 歯 shape interface の form which agency の interpret と そ の suppression は in recent years, many く の researchers の masato heart を set め て き た. こ れ ま で, author ら は organic crystal transparent な を モ デ ル sample に し た solid-liquid interface nearly alongside の optical visualization be 験 か ら, こ の よ う な interface で は interface temperature が a others に な る よ う に の temperature distribution in the liquid phase が variations change す る こ と で interface morphology が maintain さ れ る こ と を Ming ら か に し て き た が, interface temperature distribution が の ahead - the す る reasons Youdaoplaceholder0 に に て て であった unknown であった. 6 annual は そ こ で pp.47-53, try の geometry shape, solidification conditions を variations change さ せ る こ と に よ り temperature distribution の variations change の reason に つ い て の 検 line for を っ た. Kind of 々 の organic crystal に お い て 50 microns phi の thermoelectric を seaborne scions into し た sample セ ル を with い た liquid の temperature distribution in time - turn の か ら は and melting に う エ ン ト ロ ピ ー - the delta Sm が dense metal の numerical に nearly い サ ク シ ノ ニ ト リ ル で は solid-liquid interface nearly alongside の temperature variations は small さ い が, large delta Sm が き く フ ァ セ ッ ト interface The form を takes the form of するザロ を するザロ, チモ, チモ で で, で, 顕 and な to change into が観 and observe された. ま た ザ ロ ー ル に お い て, solidification speed R が different な る occasions も interface temperature distribution near alongside の の variations change が the し く な る こ と が points か っ た. <s:1> れら 挙 挙 dynamic <s:1> solidification <e:1> is carried out に accompanied by う latent heat of solidification <e:1> liberation <e:1> influence を dimensionless <s:1> たη(=Q/k) R/G) good と い phase masato が あ る こ と, す な わ ち R お よ び の solidification conditions such as temperature hook with G が with じ な ら ば, large latent heat of solidification Q が き く, small thermal company spread rate k が さ い ほ ど interface に お け る temperature distribution の variations change は 顕 the で あ る こ と が Ming ら か と な っ た.

项目成果

栗林一彦: "微小重力下の材料プロセシングの昨日と明日" 日本金属学会会報. 33. 988-992 (1994)

Kazuhiko Kuribayashi：“微重力下材料加工的昨天和明天”日本金属研究所公告 33. 988-992 (1994)。

Y.Fukunaka,K.Okano,Z.Asaki and K.Kuribayashi: "Interferometry Measurement of Concentration Profile of Cu^<2+> Ion Associated with Electrodeposition of Copper under Microgravity" Advanced Materials '93,III,ed.by Masumoto et al. 601-606 (1994)

Y.Fukunaka、K.Okano、Z.Asaki 和 K.Kuribayashi：“与微重力下铜的电沉积相关的 Cu^<2> 离子浓度分布的干涉测量”Advanced Materials 93，III，ed.by Masumoto 等人

栗林一彦: "微小重力下の結晶成長(分担執筆)" 共立出版 日本結晶成長学会編 結晶成長ハンドブック(印刷中),

Kazuhiko Kuribayashi：“微重力下的晶体生长（合著者）”共立出版，日本晶体生长学会编辑，水晶生长手册（正在出版），

栗林一彦: "マイクログラビティー下での材料実験(分担執筆)" 培風館 石川正道、日比谷孟俊編 マイクログラビティー, 15 (1994)

Kazuhiko Kuribayashi：“微重力下的材料实验（合著者）” Baifukan，由 Masamichi Ishikawa 和 Motoshi Hibiya 编辑，Microgravity，15（1994）

T.Yoshida,Y.Inatomi and K.Kuribayashi: "In-situ Observation of Faceted Cellular Array Growth in Transparent Organic Material" Advanced Materials '93,III,ed.by Masumoto et al. 637-642 (1994)

T.Yoshida、Y.Inatomi 和 K.Kuribayashi：“透明有机材料中多面细胞阵列生长的原位观察”Advanced Materials 93，III，ed.by Masumoto 等人。