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赤外線カメラを用いたメルトスピンによる急速凝固過程の解明

使用红外相机阐明熔体旋转的快速凝固过程

基本信息

批准号：
17686063
负责人：
長汐晃輔
金额：
$ 17.89万
依托单位：
The University of Tokyo (2007)Japan Aerospace Exploration Agency (2005-2006)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度までに,液滴/基板界面の冷却過程を映像化したが,赤外カメラの低い時間分解能ゆえ急冷凝固において最も重要な初期接触時の挙動は明確になっていない.そこで,今年度は,サファイア基板を用い時間分解能150kHz及び空間分解能0.012mm/pixelの高速ビデオカメラにより接触初期に着目して実験を行った.496K過冷した液滴の基板接触直後中心部では,凝固潜熱の放出による輝度の上昇が観察され,時間と共に外側へと拡がっていった.0.1005msで明るいリングの内側に,液滴が基板に接触したときに巻き込まれた空気が黒いシミとして観察され,その後その領域を拡大していった.これは,巻き込まれた空気同士が結合することで,面積/体積比を小さくし界面エネルギーを小さくしているためであると考えられる.ガスの巻き込みを実験にて初めて可視化した今回の結果は,液滴中心部と基板界面での冷却機構が,液/固界面または固/固界面での伝熱だけでなぐ,気体を介した伝熱,輻射熱も考慮する必要があり,より複雑な冷却過程を経ていることを意味している.3年間のまとめとして,融液/基板界面では,熱伝達係数は基板に垂直方向の融液からの圧力に依存し,また空気の巻き込み等微視的に多くの要因を考慮する必要があることがわかった.

Last year, the cooling process of the droplet/substrate interface was imaged, and the infrared カメラのlow time decomposition energy was the most important thing, and the initial contact was clear when the initial contact was made.なっていない.そこで, this year's は, サファイア substrate is used with a time resolution of 150kHz and a space resolution of 0.012mm/pixel and a high-speed ビデオカメラによIn the early stage of contact, the liquid droplets are in direct contact with the central part of the substrate, and the latent heat of solidification is released, and the brightness is increased, and the time is measured on the outside.へと拡がっていった.0.1005msで明るいリングの内に, Liquid droplet base The board is in contact with the board, and the board is in contact with the board.の区を拡大していった.これは,巻き込まれた空気同士がcombinationすることで, area/volume ratio を小さくしInterfaceエネルギーを小さくしているためであるとKaoえられる.ガスの巻き込みを実験にてInitial visualization したthis turn のRESULTは, droplets The central part and the substrate interface are used as a cooling mechanism, and the liquid/solid interface is used as a solid/solid interface.けでなぐ,気体を解した伝heat, radiant heat もconsider するnecessary があり, よりFU雑な热But the process is the same as the last one.3 years of process, melt/substrate The interface is the same, the thermal coefficient is the substrate, the melt in the vertical direction is dependent on the pressure force, and the space is empty気の巻き込み and other micro-viewing に多くのcautions をConsideration するNecessary があることがわかった.