一方向凝固過程における対流制御と結晶成長

单向凝固过程中的对流控制和晶体生长

基本信息

批准号：
08650260
负责人：
西村龍夫
金额：
--
依托单位：
Yamaguchi University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08650260/
关键词：
組成対流凝固結晶成長過冷却度固相率

项目摘要

本研究では2成分系の凝固によって生じる組成対流と結晶形態の関係を明らかにする目的で、対流を制御させて結晶形態の変化およびその熱、物質輸送過程を実験的に調査した。2成分系として過共晶濃度の塩化アンモニウム水溶液を用い、塩化アンモニウムの結晶を下側から一様に成長させた。また対流を制御するため、溶液に増粘剤であるポリマーを微量添加した(1wt%)。マッシ-と呼ばれる結晶と水溶液とが共存する層内の温度と濃度を自作したマイクロブローブで同時測定することにより過冷度を評価した。一方、結晶形態はビデオマイクロスコ-ブで観察した。主要な結果は次の通りである。1 増粘剤の有無にかかわらず、マッシ-層内は界面近傍を除いて熱力学的平衡状態が保持される。2 界面近傍の過冷度ΔTは結晶成長速度sと関連し(s∝ΔT^2)、増粘剤混入は過冷度を約1℃増加させる。3 マッシ-層内の物質収支から平均固層率を推算したところ、増粘剤を混入しない場合は0.08であり、混入した場合は0.045に減少した。固相率の減少は、デントライト結晶の2次アームが大きく成長し、結晶間隔が大きくなることが原因である。したがって、対流の抑制が結晶構造を粗にする傾向がある。この理由は今後の検討課題とする。

在这项研究中，我们通过控制对流调查了晶体形态的变化及其热量和材料传输过程，目的是阐明由两组分组凝固引起的组成对流与晶体形态之间的关系。作为两个组件系统，使用氯化铵水溶液，含有过度的浓度，并从底部均匀地生长了氯化铵晶体。为了控制对流，将少量的增稠剂聚合物添加到溶液中（1 wt％）。使用同时测量使用自制的微灌木的微灌木来同时测量层的温度和浓度。另一方面，用视频微观镜子观察了结晶形式。主要结果如下：1。有或没有增稠剂，除界面附近以外，热力学平衡保持在质量层中。 2界面附近的超冷度ΔT与晶体生长速率S（S∝ΔT^2）有关，并且掺入增稠剂的掺入将超冷度增加约1°C。平均固体层比率是从3个质量层内的材料平衡估计的，当不混合增稠剂时，将其降低至0.08，当混合时，将其降低至0.045。固相比的降低是由乙酸晶体的次级臂的大生长引起的，导致较大的晶体间距。因此，对流的抑制倾向于使晶体结构更粗糙。其原因是将来考虑的话题。