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論文

Real-time X-ray diffraction of metastable phases during solidification from the undercooled LuFeO$$_{3}$$ melt by two-dimensional detector at 1 kHz

Kumar, M. V.*; 栗林 一彦*; 長汐 晃輔*; 石川 毅彦*; 岡田 純平*; Yu, J.*; 依田 眞一*; 片山 芳則

Applied Physics Letters, 100(19), p.191905_1 - 191905_4, 2012/05

https://doi.org/10.1063/1.4712124
 被引用回数：2 パーセンタイル：8.9(Physics, Applied)

制御された酸素分圧$$P$$o$$_{2}$$下での過冷却LuFeO$$_{3}$$融体から形成される準安定相のその場観察による同定を、放射光光源におけるX線回折測定によって行った。1kHzの高速イメージングシステムによって、$$P$$o$$_{2}$$が1$$times$$10$$^{3}$$PaでのLu$$_{3}$$Fe$$_{2}$$O$$_{7}$$及びLuFe$$_{2}$$O$$_{4}$$相の単一リカレッセンス中のそれぞれの相の生成と成長を実時間で観察することができた。LuFeO$$_{3}$$系で観察された準安定相の回折パターンはLu-Fe-O系で報告されている準安定及び安定相のものと矛盾しない。

論文

Microstructure formation and in situ phase identification from undercooled Co-61.8 at.% Si melts solidified on an electromagnetic levitator and an electrostatic levitator

Li, M.*; 長汐 晃輔*; 石川 毅彦*; 水野 章敏*; 安達 正芳*; 渡辺 匡人*; 依田 眞一*; 栗林 一彦*; 片山 芳則

Acta Materialia, 56(11), p.2514 - 2525, 2008/06

https://doi.org/10.1016/j.actamat.2008.01.041
 被引用回数：23 パーセンタイル：71.59(Materials Science, Multidisciplinary)

Co-61.8at.%Si(CoSe-CoSi$$_{2}$$)共晶合金を電磁浮遊装置(EML)及び静電浮遊装置(ESL)を用いて、異なった過冷却度において固化された。低い過冷却度では、装置がEMLかESLかによらず、CoSi金属間化合物を初晶とする単一のリカレッセンスが起きた。しかし、微細構造は強く装置に依存した。高い過冷却度では、装置によらず、2回のリカレッセンスが起きた。EMLを用いた合金の固化のX線回折その場観察実験で、最初のリカレッセンスではCoSi$$_{2}$$が初晶となり、2回目のリカレッセンスではCoSi金属間化合物が結晶化することが明らかになった。相の同定に加え、実時間回折パターンによって初晶の微細化の証拠も得られた。

論文

Dynamic process of dendrite fragmentation in solidification from undercooled Si melt using time-resolved X-ray diffraction

長汐 晃輔*; 野崎 潔*; 栗林 一彦*; 片山 芳則

Applied Physics Letters, 91(6), p.061916_1 - 061916_3, 2007/08

https://doi.org/10.1063/1.2764114
 被引用回数：6 パーセンタイル：26.4(Physics, Applied)

過冷却Si融液からの凝固時における自発的なデンドライト断片化を放射光を用いた時分割2次元X線回折法によって調べた。過冷却温度$$Delta T$$=261Kで凝固した試料では、リカレッセンスから1ms後に複数の回折スポットが現れ、その後約25ms以内でスポットからリングへの変化が起きた。この結果は、断片化はリカレッセンス後に起きるが、それはプラトー領域のごく初期の段階で起きることがわかった。本実験は、断片化を起こす原因がプラトー領域の毛管現象降下であることを指示するが、断片化の時間スケールは現在の定量的な予言とは異なっている。

論文

${it In situ}$ identification of the metastable phase during solidification from the undercooled YFeO$$_{3}$$ melt by fast X-ray diffractometry at 250 Hz

長汐 晃輔*; 栗林 一彦*; Vijaya Kumar, M. S.*; 庭田 健司*; 日比谷 孟俊*; 水野 章敏*; 渡辺 匡人*; 片山 芳則

Applied Physics Letters, 89(24), p.241923_1 - 241923_3, 2006/12

https://doi.org/10.1063/1.2408666
 被引用回数：22 パーセンタイル：61.1(Physics, Applied)

ReFeO$$_{3}$$(Re=YとLu)が無容器で凝固する途中での準安定相をその場で同定するため、放射光源を用いた250Hzでの時分割X線回折(XRD)実験を行った。準安定相は、最初に過冷却状態のYFeO$$_{3}$$の融体から凝固し、最終的には短いリカレッセンスの間($$sim$$0.035s)に安定な斜方晶YFeO$$_{3}$$相へと相変態する。凝固後の試料の粉末X線回折では準安定相を検出できないが、今回測定に成功したYFeO$$_{3}$$の準安定相の回折パターンは、準安定六方晶LuFeO$$_{3}$$相と一致した。

論文

Real-time X-ray observation of solidification from undercooled Si melt

長汐 晃輔*; 安達 正芳*; 樋口 健介*; 水野 章敏*; 渡辺 匡人*; 栗林 一彦*; 片山 芳則

Journal of Applied Physics, 100(3), p.033524_1 - 033524_6, 2006/08

https://doi.org/10.1063/1.2210267
 被引用回数：14 パーセンタイル：47.09(Physics, Applied)

微細化した組織は、しばしば金属や半導体の過冷却融液からの凝固に伴い外部の力なしに自発的に得られる。この微細化は主としてデンドライトの断片化によるものであると報告されているが、それは凝固後の組織の分析による推測であるため、デンドライトの断片化の動的なプロセスはよくわかっていない。ここに、われわれはシリコンの過冷却融体からの凝固の時間分解2次元X線回折実験について報告する。低い過冷却度($$Delta T<$$100K)では、回折スポットの数はプラトー状態で増加しないのに対し、中程度の過冷却度(100K$$<Delta T<$$200K)では、回折パターンは裾のあるスポットから時間とともにリング状に変化した。リカレッセンス後の融点では、核生成は起きないと考えられるため、本実験と高速度ビデオ観察の結果はデンドライトの高次の枝が主幹からほぼ分離することを示唆する。低い過冷却度では複数のスポットが観察されたが、高い過冷却度($$Delta T>$$200K)ではそれとは全く異なり、リングが観測される。これは、デンドライトの高次の枝とともに主幹も完全に断片化していることを示している。この完全な断片化のため微細化した組織ができる。

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