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

基本信息

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

项目摘要

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。

在本研究中，我们将研究μ-PD方法（去湿μ-PD方法）对于低润湿性系统与传统μ-PD方法在形状可控性方面的独特性。去湿μ-PD法是近年来发展起来的一种利用表面张力的形状控制单晶生长方法，能够在单一工艺中将难加工材料快速转变为线材。认为无法加工，这是一种可能的方法。 Dewetting μ-PD法与传统方法的不同之处在于，晶体直径具有正提拉速率依赖性，因此预计前进接触角的速率依赖性会产生影响。在本研究中，我们比较了在静态角度条件下测量得到的理论值与通过晶体生长试验获得的晶体直径预测值之间的偏差，并验证了前进接触角及其速度依赖性。 2022财年，我们将按照原计划，使用四弧拉法实际测量Pt等高熔点纯金属中气-液-固三相点的生长角，这是之前没有测量过的，并使用参数计算测量弯月面形状。我们生长了Pt等高熔点金属的晶体，通过图像分析估算了生长角度，发现所有生长角度都小于10°。这意味着生长角对与接触角的角和条件几乎没有贡献，而接触角是使线径渐近于孔径的必要条件，并且是增加接触角的因素，这明确了必要性。此外，从熔体和坩埚壁满足的边界条件的角度研究了去湿μ-PD法中晶体直径的正速度依赖性。我们发现，随着固液界面位置的增加，线直径趋于增加，这是通过控制晶体生长过程中的功率输入量来预测的，这与固定末端条件下的理论预测行为一致，这一点已经变得清晰。边界条件可以通过实验估计。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

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

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

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

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
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)

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
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