非平衡状態を達成するプロセス

[11-03] 静磁場重畳電磁浮遊技術を利⽤したCuCo合⾦液滴の相分離及び過冷却凝固組織構造に及ぼす融液内対流の影響の検討

^〇杉岡 健一¹、井上 貴充¹、北原 翼¹、黒澤 亮¹、久保 正樹¹、塚田 隆夫¹、打越 雅仁¹、福山 博之¹ (1. 東北大学)

司会:三宅 正男(京都大学)

過冷却域に準安定な2液相分離域を有する合金融体を過冷却状態から凝固すると,相分離により一方の相が他方に分散した凝固組織構造を誘起できることから,構造に由来した新奇な特性を持つ材料の創成が期待できる。本研究では,CuCo合金の相分離・凝固組織構造に及ぼす影響因子として融液内対流に着目し,Cu80Co20合金の過冷却凝固実験を行った。ここで,過冷却状態を実現しながら,融液内対流を静磁場により制御するために静磁場重畳電磁浮遊技術を利用した。結果として、静磁場強度が比較的小さい場合 (< 1.5 T)はCu-rich相中にCo-rich相液滴が多数分散した凝固組織構造を,一方静磁場強度が1.5T以上の場合には数mm程度のCo-rich相が数個Cu-rich相に存在する構造を示した。また,電磁浮遊試料(液滴)の上部を半導体レーザーにより周期的に加熱し,試料下部の温度応答とレーザー出力との位相差を測定した。位相差は試料内の対流伝熱特性を反映するが,静磁場強度1.5 Tを境に位相差の静磁場強度依存性が大きく変化したことから,流動状態が乱流から層流へ遷移したため凝固組織構造が大きく変化したと判断した。