• 検索結果がありません。

号 1 〆

ドキュメント内 Science and Engineering 35 (ページ 102-113)

t δ  

j  

s   雪

セ@

s>  70  9

一 一 一 一

0 h  0 " 

,. ..   0 x

ヤ 5 念一一一一弔

意 占 Y  

o

セ@

be  added  to  t he ef f ect  of  gr ai n  boundar y   ener gy  U  nder  t he st rai n  bei ng mor e   t han 4. 5%.  gr owt h  mode   has   c hanged  to  pol ycr yst al l i ne  mode   ( mar k ed  b) ァロ) except   i n  s pec i mens   pr e‑ anneal ed  at 5500C   a nd  t hen i nser t ed at  ext r a‑ l ow i nser t i ng  vel oci t y.  

It  mi ght   be  c aus ed  by   an  i ncr ease  i n t he  gener a‑

t i on  f req uenc y   of   seed  gr ai ns  i n mat r i x  st r uct ur e  Gr ai n  boundar y   mi gr at i on  ma y   be  gener al l y cx"  

pr es s ed  by  t he  rat e  equat i on.  

= M  X  P. ( 11

0 2 3  

4  wher e  M   is  t he  boundar y   mobi l i t y  and P  is  t he  5t r ai n  ( "! O)  

Fi g. 8  Rel at i onshi p  bet ween  l og G  ( = dS / dx   at 50% si ngl e‑ cryst al l i zat i on)   and  strai n.  

S:   total  l engt h  of si ngl e‑ cryst al l i zed  part  per uni t wi dt h  in  t r ansver se  di rect i on  of  speci men.  x: d i st ance.  

dr i vi ng  f orce.  

M   is  expect ed i n  s ome   wa y   to  depend on  t he  st r uct ur e  of   gr ai n  boundar y.   t emper at ur e  and  i m  pur i t y  l evel   but   not  on  t he dr i vi ng  f orce.   If  t he  mat r i x  gr ai n  s t r uct ur ε f or   st r ai n  anneal i ng  pr oces s   is  qui t e  st abl e, M  ma y   be  const ant   f or  agi ven   t emper at ur e.  If  so, V mus t   depend  on Pf o r  hi gh  pur i t y  speci mens.   Di s r egar di ng  t he  ef f ect s  of i m‑ puri t i es, M  a nd Par e  gi ven  by  t heequat i ons, 

M   A e x p ( ‑ Q(  ()  ) / k T)  . . . ・H .....H ・. . … … … … ・ー… … … . . . H . (2) P =  ( Yb/ R)  μ b2Nd(ムYs/t ) … … … . . . H . . . …. . . ・H . . …. . . ・H ‑・・ ( 3) Her e  T  is  t he  absol ut e  t emper at ur e, Q  ( θ )   is  t he  act i vat i on  ener gy  f or  gr ai n  boundar y   mi gr at i on  dependi ng  on  t he  mi sf i t   angl e ()  ( or i ent at i on  di f f er ence)   of   t he  mov i ng   boundar y, and A is  cont ant   bei ng i ndependent  of  t emper at ur e, Yb is  t he gr ai n boundar y   ener gyμ is   sheat  modul us, b  is  Bur ger s'   vect or   of   di sl ocat i on ムNdis  di sl ocat i on  densi t y  di f f er ence  bet ween  gr owi ng  si ngl e  cr ys‑

tal   and  each  mat r i x  gr ai ns  and  al so Ys  is  sur f ace  ener gy  di f f er ence  bet ween  t hem.   Thi r d  t er m  of   ri ght   hand  si de  i n Eq.  ( 3)  ma y  be  negl i gi bl e  wh e n   s pec i men  t hi ckness  tis   r emar k abl y   l ar ge  as  c om‑ par ed  wi t h  aver age  mat r i x  gr ai n  si ze R. Or i ent at i on  di f f er ences  bet ween  si ngl e  cr yst al   and  mat r i x  gr ai n  ar e  cons i der ed  to  be  not   so  var i ed  wi t h  each  mat r i x  gr ai n, henc e  V   ma y   be  deci ded  by  P   r at her   t han  M.   F or   t he  pr esent   s pec i mens, ,R μ , b and  tar e  about    5 X  10‑5 m, 2. 5 X 1010 N/m2, 

t he or de r  of  3  X 10 ]0  m  and  1. 2 X 10  3 m, r espect i vel y.   Aver age  val ue  o  f   gr ai n  boundar y   ener gy  s houl d  be  appr oxi mat el y 2. 5 X  10 ‑ ]  mJ  /m 21] ) . If di sl ocat i on  densi t y  di f f er ence  coul d  be  est i mat ed  as 105and   2  X 106/ mm2 c or es pondi ng  to  st r ai n  rat i o  of   0  and 5%   11), t hen  val ues  of   V  s houl d  be  5. 2 X  102 X  M   and 9. 5 X 102 X  M   ( m/ s), r espect i vel y.  Compa r i ng   t hese vl ues wi t h  t he upper  

101 

田頭孝介・増田正親・菊地千之

das hed  l i ne i n  Fi g.   9, M  shoul d  be  cal cu  l at ed  as QN TxQPセY@ m4/ J.s 

Dunn and Wal t er12)  cal cul at ed  M   val ues  f or  hi gh. pur i t y  al umi ni um  on  account   of  t he  exper i ment al   resul t s  about   nor mal   gr ai n  Ac c or di ng  gr owt h  by   Bec k  and  Sper r yl 3)  

to  t hei r  cal i cul at i on, M  wa s  2X 10   1 0  m  4/J . s   f or  t he  st r ong  mat r i x  t ext ur e  case, whi l e  M   wa s  2  X  Qo セY@ m4/J.s  f or  t he we a k   mat r i x 

⁝ ⁝ 羽 川 蜘 一 弘 一

J ﹂ 一 │ 一 J 一

lE

5

l i q ‑ ‑ J K Z N 2 2 2 G e s t 4

一 一 一 J

・ 1 J

江小仇

L

9

1 1 E f ‑ ‑ ‑ a ︐ z ‑ a

32

一 九 一 一 ロ

/A

ロ . ・ J 一

l

1048

2

一 一 一 一 / ・ っ ・ 一

↑ │ ん し し ー ﹁ ⁝ ー ぷ L O

t ext ur e case.   Thes e  val ues ar e  si mi l ar  to  t he  above our   val ues.   T houg h  t her e  ar e  sti l l   r emai ned s ome  quest i ons agai nst   t he  est i mat i on  f or  di sl ocat i on  densi t y  di f f er ence  and ot her, gr ai n boundar y  ener gy shoul d  pl ay  an  i mpor t ant   rol e  f or  t he  dr i vi ng  f orce  of  boundar y   mi gr at i on as  muc h  as st rai n  ener gy  i n  t he  pr esent   s peci mens  

wa s   al most   s ame  about   5 0 μ m whi c h  is  i ndeper

sl ze  gral l l   mat r i x  aver age  T he  

dent   of pr e. anneal i ng  t emper at ur e  as men.  

t i oned  i n 3. 1.  It  is  cur i ous  t hat   t he r ange  of   compl et e  si ngl e  cryst al   mode   hav e be.  

c ome  wi der   as s hown  i n  Fi g.   9  wi t h  pre.  

anneal i ng t emper at ur e  i n  spi t e  of  si mi l ar   mat r i x  gr ai n  si ze.  But   si ze  of  ( 100)  gr ai ns  whi c h  have been r ar el y  obs er ved i n  pre.  

anneal ed  st r uct ur es are at  l east  t wi ce  t he  gr ai ns  as  de‑

me a n  di amet er   of  mat r i x 

scr i bed  i n  Fi g.   2  . O r i ent at i ons  of  t hese  coar se  mat r i x  gr ai n  wer e  ascer t ai ned  to be 

明 一 / L T 丘一

│ 寸 ﹁ . J J I B ‑ ‑ 一. ユ L

4 J 1 i 一 . 1 一 ﹂ l i ‑ ‑ 一

11

一 つ⁝一 一.一 一一. 一一一 一一口 .m . 一一一 一一

↑ i o F L │ ↑ I L L ‑ ‑ L L L  

al most   near   (1 00)   [ 011J   as  aresu  l t   of   accu  rat e  meas ur ement   of  mi cr o‑ or i ent at i on  et ch

pi ts.   If  t he  di sl ocat i on densi t y  i n  f i ne mat ‑ Fi g.  9  Gr owt h  modes   rel at ed  to  strai n  and  i nsert i ng‑

vel oci ty  i nto  the t emperat ure‑ gradi ent   f urnace.  

102 

Grai n  Growt h  01  Al umi ni um  Sheets  duri ng  Strai n‑ Anneal i ng  Process  in Temperat ure‑ Gradi ent   Furnace 

ri x gr ai ns  s houl d  be  s uppos ed  to be  hi gher   t han  i n coar se  ones   af t er l ow  pl ast i c st rai n rati o.  it  ma y  be  under s t ood  t hat   onl y  af ew    ( 100)   coar se  gr ai n  of   l ow  st rai n  ener gy  l evel   wi l l   be  abl e  to be  g r own  sel ect i vel y to si ngl e  cr yst al   by   abs or bi ng  ot her   or i ent ed  f i ne mat r i x  grai ns̲  Agr eement   on  t he  rel at i on  of   gr ai n  si ze  to st rai n rat i o  bet ween  t wo  di f f erent   ki nds  of   s ec ondar y  heat   t r eat ment   coul d  not   be  f ound  so  muc h 

; : : ; 久 : : : ; ; ト J /バ /つ ¥ ¥ i  

;;;;片/行「¥イイ¥イ

¥ 1/ つ i

;;;;;;;;;;jj:::/ :

;;;;;;;::f:::f::f:(fイ ぺ イ

1/ : : : ; : ¥ }  

¥ i   Qセ@ 1 ¥ ;  

;;パ ;ペ ぺ ペ /   l 1 i  

Fi g.   10  I nverse  pol e f i gures of gr own  grai ns under   the  foJlowi ng  pre‑

anneal i ng  t emper at ur es  and  st rams.  

(a)  4( Xt C.  2%.  (b)  400oC.   3%.   (d)  550oC.  3%.   (e)  550oC.   5%.   Lef t ;   pl ane  normal s.  

Ri ght ;  tensi l e di rect i ons 

I n t he case  of  pr e‑ anneal i ng  t emper at ur e  at 550oC .  hi gh  qual i t y  si ngl e  cr yst al s  hav e been g r own  ev en  under  t he  condi t i ons  of   hi gher   st rai n  rat i o  of   5  to  7%  and  ext r a‑ l ow    i nser t i ng vel oci t y  (1.   88mm /h) .   It  s houl d be as s umed  f r om  t hese  resul t s  t hat   di sl ocat i on  densi t y  i n  mat r i x  gr ai ns  whi c h wer e j ust   goi ng  to  be  abs or bed  by  t he  gr owi ng  gr ai ns  i n  t emper at ur e‑ gr adi ent   f ur nace  mi ght   bec ome  l ower   by   no  mea ns   of r ecr yst al l i zat i on but   r ecover y i n  t he con‑

s equenc e  of   ext r a‑ l ow  i nser t i ng  vel oci t y.   t hen  coar se  mat r i x  gr ai ns  whi c h ought   to  be  essent i al l y  act i vat ed  to  g r ow  t hems el ves   to pol ycr yst al l i ne  mode   mi ght   hav e  been  g r own  to  si ngl e  cr yst al   mode   by  each  cont ai nment   phenomenon 

Or i ent at i ons  of   g r own  gr ai ns  by   st r ai n‑ anneal i ng  ar e  s hown  i n Fi g.   10  f or  sever al   combi nat i ons   of   st rai n  and  i n‑ sert i vel oci t y. Thes e  ar e  al most   ar ( 100)  [ 011J   havi ng  no  connect i on  wi t h  pr e‑ anneal i ng  t emper at ur es   and  st r ai ns  Thes e ( 100)   or i ent ed gr ai ns mus t   hav e  been  s ome  of t he  mat r i x  gr ai ns  and  g r own  pr ef er r enci al l y by   abs or bi ng  t he  ot her   or i ent ed  mat r i x  f i ne  grai ns.   But   it  is  unexpl ai ned  yet   whet her  t hi s  phenomenon ma y   be si mi l ar   to  t he case  of   ( 110)   [ OOl J  gr ai ns  g r own  dur i st rai n anneal i st age of   F e ‑ 3. 25%S i   al l oys or  no. t Thes e  ar e  qui t e di f f erent  f r om  t he  resul t s  i n  t he  t emper at ur e‑ const ant   f ur nace  t hat   or i ent at i ons  hav e  been  muc h  di sper sed  f r om  ( 100)   [ Ol 1J w i t h  t he  i ncr ease  of   st rai n  rat i o  as  ment i oned  abov e  par agr aph.   It  is'   i nt er est i ng  t hat   cr yst al l ogr aphi c  i ndi ces  of   mi gr at i ng  di r ect i ons  ar e  l i mi t ed  to ar [ Ol 1J.  It  is  qui t e  di f f erent   f r om  t he  case  of   sol i di f i cat i on  of   al umi ni um  i n  whi c h  gr owi ng  di r ect i ons  paral l el   to c ol umner   st r uct ur e  ar e ( 100)  14)   .  On  t he  ot her   hand.   by   st udi es  on  t he  di r ect i onal   sol i di f i cat i on  of  al umi ni um  al l oys.  

s uc h as A I ‑C u A

  . I

AI ‑ Ab Ni  etc. .   gr owi ng  di r ect i on wa s   geral l y [ Ol 1J151  . 161   and  it  is  of  t he  103 

ffjセ ヲijGjャN

s a mc  as t he  di r ect i on  of   pr ef er r cd  mi gr at i on  i n  t hc  pr es cnt  st r ai n‑ anneal i ng expcr i ence.   But   whc t hc r ε x ac t   gr owt h  me c ha ni s m  of   bot h  cas es   ar e  si mi l ar   or   not   ar e  sti l l  unk no wn 

3. 4  Ef f ect s   of   St r ai n  Rat i os   a n d   I mpur i t i es   o n  T e mpe r a t ur e   at   Gr o wing   Fr ont   of   Si ngl e  Cr ys t al  

<...>  6 0 0

5 0 0

0  k 

セ@ 400 

ζ

O  

3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0  

Di sf ance  ( mm)  

A s   ment i oned i n  t he abov e pa  r agr aph  ( 3. 3), t he  hi gher   t he  st r al l 1 rtlO t hc l ower   t he  t emper   at ur c  at  t he  1cat i on of   gr owi ng  f r ont   of   si nlc cr yst al, t hat   is.  t he  bOl l ndar y betn g r owi ng   si ngl e  cr yst al   and  mal r i x  gr ai ns.   Besi cl es  t he lOr phol oy of  t hese g r owi ng   f r ont   is  not   i n  st r ai ght  but   i n  zi g  Fi g.   11  Temper at ur e  di st ri but i on cur ve  on the  semi ‑ i nf i ni t e l engt h 

spcci men  in  the t emper at ur e‑ gr adi ent  f ur nace  (in vaccuum) .   z ag  T he  gr owi ng  f ront  posi t i ons of  si ngl e cryst al s  ar e  s hown 

T emper at ur e  di st r i but i on  by  ar r ows   f or eac h  st r ai n f r om  0  to  4 %、 l ong t he l ongi tl1cl i nal  cl i rεct i on of   s pec i men  bei ng  rcgarcl ccl   as  si mi ‑ i nf i ni t εl engt h  is i ndi cat ecl  i n Fi11f or  t hc  pr esnt t c mpc r at ur e  gracl i cnt  f ur nace  (i n  vac c uum) .  Judgi n  f r om bot h  t he  exper i ment al  rcsl l l t s and  t hi s fil 1rc. actl l al   t emper at ur c   at gr owl nf r ont ma y   bc  cst i matt:cl  to bc  600, 585, 560, 515  and  49( f C  f or  t he  spcci .   me ns   whi c h  wc rpr c. anncal t、cl al  55( f C  ancl  st r ai ned i n  0 l 2 3 and 4%   r espect i vel y   and  t hen  i nscr t ed  i nt o  t he  fl1r nac e  at  t he  vel oci t y  of   10mm/ h.   I n  t he  spcci l l l cns  cl dor mecl   i n l css  t han  I  

%  t he  l ocat i ol l  of   gr owi ng  f r ont   wa s   def i ned  as  a5 0 %  si n  gl e‑ cryst al l i zecl  l ocat i on  bec aus e  of   bci n

l l nabl e  to mc as ur c   accur at e  l ocat i on  cll1eto   l hc  exi st el l ce  of   ma n y   unbs or bedmat r i xr a] [ ls T h c   r eaonwh y  t he  l ocat i on  of   gr owi n耳 目i ngl c cr yst1 f r onl   in t hc  t cmper al l l r c‑ gr adi cnt fl l rl l a 

is  s wi t c hc d  to l ower   t emper atl1re si cl e  by   st r ai n mi ght   be  c ons i der ed  to  bduc to all1cr cas e III 

dr i vi nf or ce by   st r ai n ener gyndi nt εrctl Ons bet ween  i mpur i t y  at oms   and  di sl ocat i on.  It  is  wcl l   k no wn  l ht l mpl1nl y  at oms xi st i ng i n  compol l ncl s s uc h as  sl1l f i des, ni t ri des.   carbi cl eεtc., ar e  cf f ect i ve  to di st l l rb  t he  r ec over y  of   bot h  st r ai n  ancl   t hc  gr ai n  bOl l ncl ar y  mi gr at i on.   T hes e  i mpur i t i e

ar e usual l y  df ect i ve  to  r ec over y and  r ecr yst al l i zat i on  onl y l1ncl er a  cer t ai n l c mper al ur e  as  cl ar  i fi ecl   by   Tagas hi r a  et al.") , t hat   is  t he  s a me   as  cl i ssol   vi ng  t e mpratl1rc of   t hei r  compouncl s .   I n t he  pr es ent  al umi nil1m   s pec i mens, ho we vI ¥r es t r al nt t cnl per at ul f or gr ai n r owt h cl ccreasecl   wi t h  st r a] [ l .  

S o  t he  rol e  of   i mpur i t y  at oms   does   not   pl ay  as  c ompol1nds   but   pr obabl y  as  sol i d  sol ut i ons.  If l at  t i ce di f fl1si on  of  i mpur i t y o ms i n  Al   s uc h  as じ11. Si, ma y   be  ai ded  by   ui ng t hc  di sl ocat i ons  as 

104 

Crai n  Cr owt h  01  Alllnlillillnl Sheets  dl l ri ng  Sl rai n‑ Anneal i nPIυcess  in Temperat l l rc‑ Gradi cnt   Furnace 

hi gh  di f f l l Si vi t y  pat hs̲   T he s e  at ol l l s  l l l ay  be abl e to  di f f l l se  easi l y  frOl l l   l l l at ri x  gr ai ns  (lo we r   t el l l perat l l re si cl c)  to i ngl c cr ys t1 ( hi gher   t el l l perat l l re si dε) ̲ Dl l r i ng  t hi s pr ocess.   i l l l pl l ri ty at ol l l s  my st ay t Cl l l porl i l y al o t he bOl l ndar y bet wcn si ngl e cr yst al  a nd  i ts  adj acent   l l l at ri x gr ai ns.  

bl l t  next  i ns t ance t hey l l l ay  be cl i ffse i nt o si ngl c  cr yst al  as sl l bst i t l l t i onal  at ol l l s  b y   l l l eans of   vac anc i es   t herl l l oeql l i l i bri l l l l l l y gener at ecl  i nsi cl e t he  si ngl c  c r ys t aL  Thl l S  bOl l ndar y  lllir atl Onl l l ay  be  pr omot ecl   b y  t he  r el easc  frol l l  i l l l puri t y  i nhi bi t i ons̲ It  ShOl l l cl   be  mor e   consi cl erecl   i n det ai l s 

4.   Conc l us i on 

T h e   ef f ect s of  pr c‑ anneal i nt Cl l l perat l l res. st r ai n r at i os a nd  s pec i men  i nser t i ng  vel oci t i es i nt o  t er nper at l l r e‑ gr acl i ent  f l l r nace on  t he s t r ai n‑ anneal i ng behavi Ol l r  has  been st l l di ed i n  comr ner ci al   pl l ri t y  al l l mi ni l lL T h e   f ol l owi ng  resl l l t s  hav e  been  obt ai necl .  

( ll   g r owt h  rnocl es  ha¥icbc en  cl ct errn  i necl   on  t he  cl i agrarn  of   st r ai n  a nd  s pec i men  i nscr t i ng  vel oci t y  Ac c or c l i ng  t o t hcsc cl i agrarns.  l l pper  cri t i cal   vel oci t y f or  si ngl e cr yst al  r node has  i ncr easecl   wi t h  ai ncr cas c i n st rai n̲ It  ma y  be  est i mat ecl   t hat   gr ai n  bOl l ncl ar y  ener gy   ShOl l l cl  pl ay  an  i m  por t ant   rol c  f or  t he  dr i vi ng  f or ce  of   bOl l ndar y  mi gr at i on  as  rnl l ch  as   st r ai n  ener gy  

121  Or i ent at i ons   of   g r o wn  gr ai ns   by   s t r ai n‑ anneal i ng  ha v e   been  a l wa y s   near   ( 100)   [ 011J  bei ng  no   af f ect ed  b y   st r ai n a nd i nser t i ng vel oci t y̲ Whe r e a s   i n  t he resl l l t s of  s t r ai n‑ anneal i ng  i n t he  t er nper at l l r e‑ const ant   f ur nac c   t hes e  hav e  bc en  ml l ch  di s per s ed  f r om  ( 100)   [ 011J  exc ept i ng  l l n

cl ef or mecl   s pec i mens  

( 3)   A s   t he pr e‑ anneal i t emper at l l r e wa s   rai secl .  t he concl i t i on f or si nle cr yst al  g r owt h l l l ocl e 

pr eacl ed on t he  s t r ai n‑ i ns c r t i ng vel oci t y  di agr ar n̲   Af t er   al l .  f or   pr eanneal i ng at  hi gher   t emper at l l r e  Sl I1lecr yst al s  excl l ll i ng a ny   i sl and  gr ai ns   cOl l l d bc   g r o wn  ev en  at r api d  i nsert ‑ 1I1vel oci t y ill  t hc  rciOll of   hiher st r ai n  a nd  ext r a‑ l ow  i nser t i ng  vel oci t y 

i4)    Mo d e   f or poor   qual i t y  si ngl e  cr yst al s  c ont ai ni ng  l ot s  of   i sl and  gr ai ns   wa s   obt ai necl   uncl er   t he  concl i t i ons  of  l owr r   st r ai n a nd  hi ghc r   i nser t i ng  vel oci t y.   whi l e  bi ‑ cr yst al  mo d e   wa s   gcner al l y  done  lIn d n  hi gher   st r ai n  a nd  l ower   i nser t i ng  vcl oci t y 

i5 1   Bot h  t he  t c mpc r at nr c   at t hc  f r ont   of   g r owi ng   si ngl e  cr yst al   ancl  t he  r nl l mber   ()f r emai ned  f i ne  i sl ancl r ai ns wi t hi n si nle cr yst al  wc r e   cl ecr eased by   st rai n̲  It  has  not   been  obs c r v ed i n  st r al I1‑an('l i npr oc c s son  F c ‑ :3. 2 5 %S i   al l oy  i ncl udi ng  cer t ai n  ki nds   of   i mpl l r i t i cs 

Ac k nowl e dg e me nt s  

T h e   a¥lt hor s   gr at e[ ul l y  ac knowl c c lc t he  usef ul  acl vi ces of   Pr ofSor H̲ Na k a e   of   t hc Hokkai c l o  l1ni ver si t y  at  t he  t i me  a nd  al so  Pr of es s or  K.  I k a wa   of   Tohokl l   l i ni vcr si t y 

105 

田頭孝介・増田正親・菊地千之

( Rec ei v ed  17t h  Ma y . 1 9 8 5 )   R e f e r e n c e s  

1)   Aust .   K.   T. .   Koch.   E.   F.   and  Nonk en, F.   C.  :Tr ans   A I  ME215 (1952), 180.  

2)   Fuj i i, T.   :Ki nz oku  (i n    J apanese), 55, No.   2  (1966) , 9 .  3)   Dunn, C.   G.   and  NoenG.   C.   :M et al s  Pr ogr ess, 64  ( 1953), 71.  

4 )   Tagas hi r a, K.  and  Nak ae, H.  :J.  J apan  I nst.  of  Met al s  (i n  J apanese), 35 (1971) , 683.  

5)   Nak ae, H.   and  Tagas hi r a, K.   :Tr ans   J I M  , 14  (1973), 15.  

6)   Nak ae, H.  and  Tagas hi r a, K.   Bul l et i n  of  t he Facul t y  of  Engi neer i ng, Hokkai do  Uni ver si t y, No . 46,  (1967),  19.  

7)   Nak ae, H., Tagashi r a.   K.   and  Mat s umi dor i, T.  :J.  J apan  I nst.  of   Met al s, 34 (1970), 333.  

8)   T aok a, T., Fur ubayas hi, E. and  Takeuc hi, S. :J ap .   J.  A p pl.  phys., 4  (1 965) .   120.  

9)   Nak ae, H.   and  Y a ma mur a, H.   :J.  J apan  I nst.  of  Met al s, 32  (1 968) .   130  10)   Sugi mur a.   O.   and  Ka ma da, M.   :Tet s u  to    hagane  (i n  J apaness), 58 (1972) .   452.  

11)   Tagas hi r a, K.  :unpubl i shed  d  at a.  

12)   Dunn, C.   G.   and  Wal t er .   J.  L.  :Secandar y  Rec  ηstal l i z.αti an, Techni cal   i nf or mat i on  seri es  of  Gener al   El ec  tri c  Lt d., N  e w Yor k  , (1965), 25.  

13)   Beck.   P. A.   and  Sper r y, P. R.  :Tr ans.   A I  ME, 185 (1949) .   240.  

14)   f or  exampl e, Barret t .   C.   and  Massal ski, T.   B., :St r uct ur e  ザ M  e tαls( 3rd  Ed. ), per gamon  pr ess, (1980) ,  536.  

15)   Her t z bur g, R.  W., L emk ey, F. D.   and  For d.   J.  A.   :Tr ans.   A I  ME, 233 (1965), 342.  

16)   Kraf t .   R.   W. :Tr ans   A I  ME, 224 (1962), 65.  

17)   f or  exampl e, Mat s uok a, T.   :Tet s u  to    Hagane, 53 ( 1967), 1007 

106 

火炎の燃焼・熱伝達特性およびその構造の解明に関する研究( 第3 報,相似I噴流火炎に及ぼす燃焼室内の圧力の影響について)

火 炎 の 燃 焼 ・ 熱 伝 達 特 性 お よ び そ の 構 造 の 解 明 に 関 す る 研 究

(第

3 報 , 相 似 噴 流 火 炎 に 及 ぼ す 燃 焼 室 内 の 圧 力 の 影 響 に つ い て )

開 山 政 良

A  S tu d y   o n  t h e   Cha r a c t e r is t ic   o f   C o mb u s tio n   a n d   He a t  T r a n s fe r   o f   a F l a me  

( 3 r d  R e p o r t, T h e  E f f ec t   of   t he   A mb i e n t  P r e s s u r e   t o  t he   An a lo g ic   J et   F la me ) 

Ma s a y o s h i  K o b iy a ma  

Abs t r ac t  

In thi s r epor t, t he  ef f ect s of t he ambi ent   pr essur e, t hat  is  t he pr essur e  in t he  combus t i on  c hamber, on  t he  charact eri st i cs of t he j et  f l ames wer e  exami ned  wi t h a  ne w  pr essur ed combus t i on c hamber   to  obser ve  t he  vari at i on of t he f l ame  l engt h, t emper at ur e, combus t i on  ef f i ci ency and  so  on.  T he   exper i ment   wa s   per f or med  wi t h  di f f usi on  f l ames  of  ai r and  pr opan  gas  f uel   t hr ough  asi m  pl e  gas  bur ner   poi nt ed  upwar d  and  wi t h  t he  ex  per i ment al   condi t i ons  set  up  to f or m  t he  anal ogi c  j ets  of  whi c h  charact eri st i cs  wer e  not   af f ect ed  by   t he  ambi ent   pr essur e  at  t he  i nl et  01 combus t i on  chamber .   T he   exper i ment al   resul t s  of  f l ame  l engh  and  combut i on  ef f i ci ency  s how  t hat   t he  r egi on  of  ai r  and  f uel   vel oci t y  rat i o  is di vi ded  i nto  t wo  t hat   is  ar egi on  af f ect ed  am  bi ent   pr essur e  and  di d  not   af f ect ed  one 

1 . 緒 昌

炭化水素系燃料の燃焼特性は,雰囲気正力により強く影響を受けることは良く知られている。

し か し , 過 給 ボ イ ラ の よ う に 定 常 燃 焼 を 行 な い , 火 炎 か ら の 熱 伝 達 を 積 極 的 に 利 用 す る 立 場 か ら の 研 究 は 少 な く , 雰 問 気 圧 力 の 影 響 が 火 炎 の 特 性 に 及 ぼ す 影 響 を 系 統 的 に 調 べ て お く 必 要 が あ る 121加圧雰酔

i

気 下 に お け る 定 常 火 炎 の 特 性 研 究 の 一 例 と し て , 第2報31に お い て プ ロ パ ン ガ ス を 燃 料 と す る 小 型 過 給 ボ イ ラ ー の 燃 焼 ・ 熱 伝 達 特 性 を 示 し た 。 こ の 報 告 で は , 過 給 圧 , 過 給 量 の 変 化 に 伴 う 壁 画 熱 負 荷 の 分 布 , 燃 焼 効 率 の 変 化 な ど を 示 す と と も に , 過 給 ボ イ ラ ー に 適 し た パ ー ナ の 改 良 例 を 示 し , 過 給 ボ イ ラ ー の 熱 設 計 に 必 要 な い く つ か の 資 料 の 提 供 を 行 な っt:. o しか し , 加 圧 雰 囲 気 下 で の 火 炎 の 形 状 や 輝 度 の 変 化 な ど 実 際 の 燃 焼 状 態 を 観 察 し , ま た , 燃 焼 特 性 に 及ぼす圧力の影響のみを整理しておくことも燃焼室の形状の設計や熱設計に必要なことである。

したがって,本報でほriJ恨化が口

I

能な加圧燃焼器を作成し,プロパンガス 空 気 か ら な る 最 も 基

本 的 な 燃 焼 形 態 の 一 つ で あ る 竺 気 旋 回 角 お よ び 噴 射 角 が 零 度 の パ ー ナ を 使 用 し た 同 軸 流 定 常 拡 散 107 

ドキュメント内 Science and Engineering 35 (ページ 102-113)

関連したドキュメント