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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

${it In situ}$ 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。

論文

Precise Measurement of density and structure of undercooled molten silicon by using synchrotron radiation combined with electromagnetic levitation technique

樋口 健介*; 木村 格良*; 水野 章敏*; 渡辺 匡人*; 片山 芳則; 栗林 一彦*

Measurement Science and Technology, 16(2), p.381 - 385, 2005/02

https://doi.org/10.1088/0957-0233/16/2/008
 被引用回数：43 パーセンタイル：87.03(Engineering, Multidisciplinary)

過冷却領域を含んだ広い温度領域の融液シリコンの原子構造を調べるために、X線回折と密度の同時測定が電磁浮遊法を用いて行われた。密度は質量と浮遊させた試料の形状から、画像解析技術を基礎とした非接触法を用いて求められた。X線回折実験は、日本のSPrin-8の放射光を用いて行われた。過冷却融液シリコンの構造解析から、第一近接原子の配位数と原子間距離が、約5及び2.48$$AA$$と求められた。両者とも1900Kから1550Kの間で温度依存性を持たなかった。この結果から、われわれは、過冷却融液シリコンの正四面体形結合が基礎となる近距離秩序は過冷却度によって変化しないが、中距離秩序は過冷却度によって変化すると結論する。

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