JP2648728B2 - 微小重力下での融解・凝固方法 - Google Patents
微小重力下での融解・凝固方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は微小重力下における材料の開発に適する融
解・凝固方法に係り、特に融解時の融液密度と凝固時の
固体密度の密度差の大きな材料として用いた機能傾斜材
料の開発・製造用などに適する融解・凝固方法の改良に
関する。
解・凝固方法に係り、特に融解時の融液密度と凝固時の
固体密度の密度差の大きな材料として用いた機能傾斜材
料の開発・製造用などに適する融解・凝固方法の改良に
関する。
（従来の技術） 半導体あるいは化合物半導体などの材料を混合した
り、合成したり、結晶化したり、または不純物拡散定数
などの物性値を測定したりする試料ないし材料を得る一
手段として次のような方法が知られている。すなわち、
微小重力下、たとえば宇宙空間などの無重力な状態にお
いて、所要の試料材料を所定の融解・凝固処理用試料容
器内に収容（挿入）し、加熱・冷却（凝固）などを行う
ことによって、前記試料容器内の試料材料を融解・凝固
させて所望の試料を得ることが試みられている。
り、合成したり、結晶化したり、または不純物拡散定数
などの物性値を測定したりする試料ないし材料を得る一
手段として次のような方法が知られている。すなわち、
微小重力下、たとえば宇宙空間などの無重力な状態にお
いて、所要の試料材料を所定の融解・凝固処理用試料容
器内に収容（挿入）し、加熱・冷却（凝固）などを行う
ことによって、前記試料容器内の試料材料を融解・凝固
させて所望の試料を得ることが試みられている。
（発明が解決しようとする課題） ところで、ケイ素（Si）あるいはアンチモン化インジ
ウム（InSb）などの半導体材料においては、融解時にお
ける融液の密度が、固体時における密度に比べて大きく
なるため、これらの試料材料は融解・凝固時に体積変化
を生じる。
ウム（InSb）などの半導体材料においては、融解時にお
ける融液の密度が、固体時における密度に比べて大きく
なるため、これらの試料材料は融解・凝固時に体積変化
を生じる。
また、微小重力下において、前記SiあるいはInSbなど
の半導体材料を、隙間のない密閉された試料容器内で融
解して融液の状態にすると、この融液は固体に比べて体
積が減少するばかりでなく、表面張力のために球形に近
ずこうとして試料融液と試料容器との間に空間が生じ
る。この状態で融液を凝固させると、球形を保った状態
で固化しようとするため、融液と試料容器との間に空間
が保たれたままであるうえ、凝固時の体積膨脹のために
材料が凝固するときに大きな応力を受け、最悪の場合材
料の破損や容器の破損を招来する。
の半導体材料を、隙間のない密閉された試料容器内で融
解して融液の状態にすると、この融液は固体に比べて体
積が減少するばかりでなく、表面張力のために球形に近
ずこうとして試料融液と試料容器との間に空間が生じ
る。この状態で融液を凝固させると、球形を保った状態
で固化しようとするため、融液と試料容器との間に空間
が保たれたままであるうえ、凝固時の体積膨脹のために
材料が凝固するときに大きな応力を受け、最悪の場合材
料の破損や容器の破損を招来する。
さらに、２種類以上の試料材料を隙間のない密閉され
た融解・凝固処理用容器内に収納ないし挿入し、融解・
混合させようとする場合、これらの試料材料が互いに体
積収縮を起し、反って分離して接合しないこともある。
た融解・凝固処理用容器内に収納ないし挿入し、融解・
混合させようとする場合、これらの試料材料が互いに体
積収縮を起し、反って分離して接合しないこともある。
たとえば、InSb中の不純物拡散例について、第３図
（ａ）〜（ｄ）を参照して説明すると次のような傾向も
しくは現象が認められる。
（ａ）〜（ｄ）を参照して説明すると次のような傾向も
しくは現象が認められる。
先ず、円筒形に加工された不純物無添加のInSbロッド
31とテルル（Te）を添加したInSbロッド32とを試料材料
として用意し、試料挿入口の開いた窒化ボロン（BN）製
の試料容器本体33内に挿入して、その試料容器本体33両
端を円筒形のBN製プラグ34,35にて閉じた後、ニッケル
（Ni）製カートリッジ36に挿入し封止する（第３図
（ａ））。
31とテルル（Te）を添加したInSbロッド32とを試料材料
として用意し、試料挿入口の開いた窒化ボロン（BN）製
の試料容器本体33内に挿入して、その試料容器本体33両
端を円筒形のBN製プラグ34,35にて閉じた後、ニッケル
（Ni）製カートリッジ36に挿入し封止する（第３図
（ａ））。
次いで、前記カートリッジ36にて封止した試料容器を
均温炉に装着し、微小重力下で前記InSbの融点である52
5℃以上に加熱後、その高温状態を一定時間保持してか
ら冷却し固化させる。この際、InSb融液の密度が6.2g/c
m3、また凝固時の密度が5.6g/cm3であるため、融液の体
積は約0.9となる。
均温炉に装着し、微小重力下で前記InSbの融点である52
5℃以上に加熱後、その高温状態を一定時間保持してか
ら冷却し固化させる。この際、InSb融液の密度が6.2g/c
m3、また凝固時の密度が5.6g/cm3であるため、融液の体
積は約0.9となる。
したがって、前記カートリッジ36にて封止した試料容
器本体33内においては、第３図（ｂ）に示すように両In
Sbロッド31,32が溶融して接触すると体積収縮を起し、
さらに微小重力下にあるため、両端が丸くなり、試料容
器本体33およびプラグ34,35との間に空間37aが生じる。
なお、このとき、両InSbロッド31,32の直径や長さある
いは試料容器本体33とのクリアランスによっては、第３
図（ｃ）に示すように、InSbロッド31,32両端側の体積
収縮および表面張力によって両端が丸くなり、前記空間
37aばかりでなく第２の空間37bを生じ、接合しない場合
も起り得る。つまり、両試料31,32を混合させるという
初期の目的を達成し得いことがある。また、前記InSbが
凝固する際に、両試料31,32と容器33との間に空間37aが
生じたまま凝固が開始し、最終的には第３図（ｄ）に示
すように一端側に隙間37a′が残ってしまうこともあ
り、凝固時にはInSbの膨脹によりBN製の試料容器本体33
などに割れが発生したり、調製された試料が破損したり
するなどの問題がある。
器本体33内においては、第３図（ｂ）に示すように両In
Sbロッド31,32が溶融して接触すると体積収縮を起し、
さらに微小重力下にあるため、両端が丸くなり、試料容
器本体33およびプラグ34,35との間に空間37aが生じる。
なお、このとき、両InSbロッド31,32の直径や長さある
いは試料容器本体33とのクリアランスによっては、第３
図（ｃ）に示すように、InSbロッド31,32両端側の体積
収縮および表面張力によって両端が丸くなり、前記空間
37aばかりでなく第２の空間37bを生じ、接合しない場合
も起り得る。つまり、両試料31,32を混合させるという
初期の目的を達成し得いことがある。また、前記InSbが
凝固する際に、両試料31,32と容器33との間に空間37aが
生じたまま凝固が開始し、最終的には第３図（ｄ）に示
すように一端側に隙間37a′が残ってしまうこともあ
り、凝固時にはInSbの膨脹によりBN製の試料容器本体33
などに割れが発生したり、調製された試料が破損したり
するなどの問題がある。
本発明は、上記問題に鑑みなされたもので、金属や半
導体などの無機もしくは有機の２種類以上の材料を、微
小重力下 で融解・凝固によって混合などさせる方法に
おいて、試料材料の融解・凝固時における体積変化によ
る試料容器の破損や溶融時調製した試料材料の移動を防
止し、所望の品質良好な試料（材料）を常に得ることの
できる方法の提供を目的とする。
導体などの無機もしくは有機の２種類以上の材料を、微
小重力下 で融解・凝固によって混合などさせる方法に
おいて、試料材料の融解・凝固時における体積変化によ
る試料容器の破損や溶融時調製した試料材料の移動を防
止し、所望の品質良好な試料（材料）を常に得ることの
できる方法の提供を目的とする。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、試料融液に濡れない材料からなり柱状の試
料融解・凝固部を有する試料容器本体の前記試料融解・
凝固部に、融解時の総和としての体積変化が大きい２種
以上の柱状の試料材料を装入し前記試料融解部の入口部
にプラグを挿入して前記試料材料を接触保持するととも
に前記入口部を封止し、微小重力下で前記試料を融解・
凝固させる融解・凝固方法において、前記試料容器の前
記プラグと前記試料間に、前記試料の融解時に前記試料
と異なる体積変化をするスペーサーを介在させて前記試
料の融解・凝固時における体積変化を吸収させることを
特徴とする。
料融解・凝固部を有する試料容器本体の前記試料融解・
凝固部に、融解時の総和としての体積変化が大きい２種
以上の柱状の試料材料を装入し前記試料融解部の入口部
にプラグを挿入して前記試料材料を接触保持するととも
に前記入口部を封止し、微小重力下で前記試料を融解・
凝固させる融解・凝固方法において、前記試料容器の前
記プラグと前記試料間に、前記試料の融解時に前記試料
と異なる体積変化をするスペーサーを介在させて前記試
料の融解・凝固時における体積変化を吸収させることを
特徴とする。
（作 用） 本発明に係る融解・凝固方法によれば、試料容器内に
柱状の試料材料を溶融前の状態において、試料容器内部
で移動しないように支持する少くとも一方のプラグ面側
に前記試料材料と融点の異なる金属を介して試料材料の
融液と濡れない材料製スペーサを配設して融解・凝固時
における体積変化を、プラグ面側に配設した試料材料と
融点などの物性の異なる物質たとえば金属の融解・凝固
作用を利用して吸収するようにしてあるため、微小重力
下で融解・凝固時に体積変化を伴う物質を融解・凝固さ
せて、混合せしめた場合、前記試料材料の融解・凝固時
における体積変化を容易に吸収して、凝固時の試料容器
の破損および調製される試料の試料容器内での移動など
を防止し、品質良好な材料開発や評価用材料の製造を安
定した状態で行い得ることになる。
柱状の試料材料を溶融前の状態において、試料容器内部
で移動しないように支持する少くとも一方のプラグ面側
に前記試料材料と融点の異なる金属を介して試料材料の
融液と濡れない材料製スペーサを配設して融解・凝固時
における体積変化を、プラグ面側に配設した試料材料と
融点などの物性の異なる物質たとえば金属の融解・凝固
作用を利用して吸収するようにしてあるため、微小重力
下で融解・凝固時に体積変化を伴う物質を融解・凝固さ
せて、混合せしめた場合、前記試料材料の融解・凝固時
における体積変化を容易に吸収して、凝固時の試料容器
の破損および調製される試料の試料容器内での移動など
を防止し、品質良好な材料開発や評価用材料の製造を安
定した状態で行い得ることになる。
（実施例） 本実施例は、溶融時に体積が減少し、凝固時に体積が
増大する物質である半導体InSbへの不純物拡散例につい
て説明する。
増大する物質である半導体InSbへの不純物拡散例につい
て説明する。
実施例１ 先ず、次のような構成の融解・凝固用試料容器を用意
する。すなわち、第１図（ａ）に要部構成を断面的に示
すように、両端に試料材料挿入口が開いた窒化ボロン
（BN）製の筒状試料容器本体13と、前記筒状試料容器本
体13の両端の試料挿入口を挿入封止する円筒形のBN製プ
ラグ14,15と、前記両プラグ14,15の互いに対向する面側
に前記InSbとは融点の異なる金属、たとえば融点232℃
の錫（Sn）ブロック18a,18bを介して配設されるBN製の
筒状スペーサー19a,19bとから構成された融解・凝固用
試料容器を用意した。
する。すなわち、第１図（ａ）に要部構成を断面的に示
すように、両端に試料材料挿入口が開いた窒化ボロン
（BN）製の筒状試料容器本体13と、前記筒状試料容器本
体13の両端の試料挿入口を挿入封止する円筒形のBN製プ
ラグ14,15と、前記両プラグ14,15の互いに対向する面側
に前記InSbとは融点の異なる金属、たとえば融点232℃
の錫（Sn）ブロック18a,18bを介して配設されるBN製の
筒状スペーサー19a,19bとから構成された融解・凝固用
試料容器を用意した。
一方、上記試料容器本体13内に挿入し得る径に、円筒
形に加工された不純物無添加のInSbロッド11とTeを添加
したInSbロッド12とを試料材料として用意した。
形に加工された不純物無添加のInSbロッド11とTeを添加
したInSbロッド12とを試料材料として用意した。
次いで、前記融解・凝固用試料容器本体13の一方の試
料挿入口側に、筒状スペーサー19a、Snのブロック18aお
よびプラグ14を順次挿着して封止した。しかる後、前記
融解・凝固用試料容器本体13他端側の試料挿入口を介し
て試料容器本体11内に、前記不純物無添加のInSbロッド
11およびTeを添加したInSbロッド12を挿入し、その試料
容器本体13の試料挿入口に筒状スペーサー19b、Snのブ
ロック18bおよびプラグ15を順次挿着して封止した後、
図示してないNi製カートリッジに挿入し封止する（第１
図（ａ））。
料挿入口側に、筒状スペーサー19a、Snのブロック18aお
よびプラグ14を順次挿着して封止した。しかる後、前記
融解・凝固用試料容器本体13他端側の試料挿入口を介し
て試料容器本体11内に、前記不純物無添加のInSbロッド
11およびTeを添加したInSbロッド12を挿入し、その試料
容器本体13の試料挿入口に筒状スペーサー19b、Snのブ
ロック18bおよびプラグ15を順次挿着して封止した後、
図示してないNi製カートリッジに挿入し封止する（第１
図（ａ））。
上記カートリッジに挿入して封止した融解・凝固処理
用の試料容器を、微小重力下、525℃以上の温度下に30
分間放置して不純物無添加のInSbロッド11とTeを添加し
たInSbロッド12とを融解させた。この融解の過程におい
ては、先ず両プラグ14,15とスペーサー19a,19bとの間に
配設したSn18a,18bがそれぞれ溶融し、次いで不純物無
添加のInSbロッド11とTeを添加したInSbロッド12が溶融
する。
用の試料容器を、微小重力下、525℃以上の温度下に30
分間放置して不純物無添加のInSbロッド11とTeを添加し
たInSbロッド12とを融解させた。この融解の過程におい
ては、先ず両プラグ14,15とスペーサー19a,19bとの間に
配設したSn18a,18bがそれぞれ溶融し、次いで不純物無
添加のInSbロッド11とTeを添加したInSbロッド12が溶融
する。
第１図（ｂ）はこのときの状態を模式的に示したもの
で、前記不純物無添加のInSbロッド11とTeを添加したIn
Sbロッド12は、溶融によって体積の減少を起すが、Sn18
a,18bの溶融に伴う膨脹および表面張力による球状化作
用によってスペーサー19a,19bを中央側に押圧移動させ
るため、前記不純物無添加のInSbロッド11とTeを添加し
たInSbロッド12とが溶融した試料容器本体13内は隙間な
く満される。
で、前記不純物無添加のInSbロッド11とTeを添加したIn
Sbロッド12は、溶融によって体積の減少を起すが、Sn18
a,18bの溶融に伴う膨脹および表面張力による球状化作
用によってスペーサー19a,19bを中央側に押圧移動させ
るため、前記不純物無添加のInSbロッド11とTeを添加し
たInSbロッド12とが溶融した試料容器本体13内は隙間な
く満される。
次いで、上記溶融体を内蔵した試料容器を、冷却して
凝固させると、融点の高い不純物無添加のInSbロッド11
およびTeを添加したInSbロッド12の溶融混合体が冷却凝
固し、この冷却凝固に伴い体積が増加する。しかし、融
点の低いSn18a,18bの流動性によってスペーサー19a,19b
が摺動可能であるため、前記冷却凝固に伴う体積増加は
容易に吸収される（第１図（ｃ））。かくして、試料容
器および融解・凝固される試料は破損など起すことは全
面的に防止され、所望の品質良好な試料を得ることがで
きる。
凝固させると、融点の高い不純物無添加のInSbロッド11
およびTeを添加したInSbロッド12の溶融混合体が冷却凝
固し、この冷却凝固に伴い体積が増加する。しかし、融
点の低いSn18a,18bの流動性によってスペーサー19a,19b
が摺動可能であるため、前記冷却凝固に伴う体積増加は
容易に吸収される（第１図（ｃ））。かくして、試料容
器および融解・凝固される試料は破損など起すことは全
面的に防止され、所望の品質良好な試料を得ることがで
きる。
なお、上記においては、試料容器本体13の両端側にSn
ブロック18a,18bを配設して、微小重力下での融解・凝
固の例を示したが、前記Snブロック18a,18bの配設はい
ずれか一方にのみに配設して行っても同様の作用・効果
が得られる。
ブロック18a,18bを配設して、微小重力下での融解・凝
固の例を示したが、前記Snブロック18a,18bの配設はい
ずれか一方にのみに配設して行っても同様の作用・効果
が得られる。
実施例２ 先ず、次のような構成の融解・凝固用試料容器を用意
する。すなわち、第２図に要部構成を断面的に示すよう
に、両端に試料材料挿入口が開いた窒化ボロン（BN）製
の筒状試料容器本体23と、前記筒状試料容器本体23の両
端の試料挿入口を挿入封止する円筒形のBN製プラグ24,2
5と、前記両プラグ24,25の互いに対向する面側に前記In
Sbとは融点の異なる金属、たとえば融点232℃のSnブロ
ック28a,28a′介して配設されるBN製の第１の筒状スペ
ーサー29a、第２の筒状スペーサー29a′とから構成され
た融解・凝固用試料容器を用意した。
する。すなわち、第２図に要部構成を断面的に示すよう
に、両端に試料材料挿入口が開いた窒化ボロン（BN）製
の筒状試料容器本体23と、前記筒状試料容器本体23の両
端の試料挿入口を挿入封止する円筒形のBN製プラグ24,2
5と、前記両プラグ24,25の互いに対向する面側に前記In
Sbとは融点の異なる金属、たとえば融点232℃のSnブロ
ック28a,28a′介して配設されるBN製の第１の筒状スペ
ーサー29a、第２の筒状スペーサー29a′とから構成され
た融解・凝固用試料容器を用意した。
一方、上記試料容器本体23内に挿入し得る径に、円筒
形に加工された不純物無添加のInSbロッド21とTeを添加
したInSbロッド22とを試料材料として用意した。
形に加工された不純物無添加のInSbロッド21とTeを添加
したInSbロッド22とを試料材料として用意した。
次いで、前記融解・凝固用試料本体23の一方の試料挿
入口側に、第１の筒状スペーサー29a、Snのブロック28
a、第２の筒状スペーサー29a′、Snのブロック28a′お
よびプラグ24を順次挿着して封止した。しかる後、前記
融解・凝固用試料容器本体23他端側の試料挿入口を介し
て試料容器本体23内に、前記不純物無添加のInSbロッド
21およびTeを添加したInSbロッド22を挿入し、その試料
容器本体23の試料挿入口にプラグ25を挿着して封止した
後、図示していないNi製カートリッジに挿入し封止する
（第２図）。
入口側に、第１の筒状スペーサー29a、Snのブロック28
a、第２の筒状スペーサー29a′、Snのブロック28a′お
よびプラグ24を順次挿着して封止した。しかる後、前記
融解・凝固用試料容器本体23他端側の試料挿入口を介し
て試料容器本体23内に、前記不純物無添加のInSbロッド
21およびTeを添加したInSbロッド22を挿入し、その試料
容器本体23の試料挿入口にプラグ25を挿着して封止した
後、図示していないNi製カートリッジに挿入し封止する
（第２図）。
上記カートリッジに挿入して封止した融解・凝固処理
用の試料容器を、微小重力下、525℃以上の温度下に30
分間放置して不純物無添加のInSbロッド21とTeを添加し
たInSbロッド22とを融解させた。この融解の過程におい
ては、先ずプラグ24とスペーサー29a′およびスペーサ
ー29a′とスペーサー29aとの間にそれぞれ配設したSn28
a、28a′が溶融し、次いで不純物無添加のInSbロッド21
とTeを添加したInSbロッド22が溶融する。
用の試料容器を、微小重力下、525℃以上の温度下に30
分間放置して不純物無添加のInSbロッド21とTeを添加し
たInSbロッド22とを融解させた。この融解の過程におい
ては、先ずプラグ24とスペーサー29a′およびスペーサ
ー29a′とスペーサー29aとの間にそれぞれ配設したSn28
a、28a′が溶融し、次いで不純物無添加のInSbロッド21
とTeを添加したInSbロッド22が溶融する。
前記不純物無添加のInSbロッド21とTeを添加したInSb
ロッド22は、溶融によって体積の減少を起すが、Sn28a,
28a′の溶融融に伴う膨脹および表面張力による球状化
作用によってスペーサー29a,29a′を中央側に押圧移動
させるため、前記不純物無添加のInSbロッド21とTeを添
加したInSbロッド22とが溶融した試料容器本体23内は隙
間なく満される。
ロッド22は、溶融によって体積の減少を起すが、Sn28a,
28a′の溶融融に伴う膨脹および表面張力による球状化
作用によってスペーサー29a,29a′を中央側に押圧移動
させるため、前記不純物無添加のInSbロッド21とTeを添
加したInSbロッド22とが溶融した試料容器本体23内は隙
間なく満される。
次いで、上記溶融体を内蔵した試料容器を、冷却して
凝固させると、融点の高い不純物無添加のInSbロッド21
およびTeを添加したInSbロッド22の溶融混合体が冷却凝
固し、この冷却凝固に伴い体積が増加する。しかし、融
点の低いSn28a,28a′の流動性によってスペーサー29a,2
9a′が摺動可能であるため、前記冷却凝固に伴う体積増
加は容易に吸収される。かくして、試料容器および融解
・凝固される試料ば破損など起すことは全面的に防止さ
れ、所望の品質良好な試料を得ることができる。
凝固させると、融点の高い不純物無添加のInSbロッド21
およびTeを添加したInSbロッド22の溶融混合体が冷却凝
固し、この冷却凝固に伴い体積が増加する。しかし、融
点の低いSn28a,28a′の流動性によってスペーサー29a,2
9a′が摺動可能であるため、前記冷却凝固に伴う体積増
加は容易に吸収される。かくして、試料容器および融解
・凝固される試料ば破損など起すことは全面的に防止さ
れ、所望の品質良好な試料を得ることができる。
上記実施例では融解・凝固処理用試料容器本体、この
試料容器本体の試料挿入口を閉止しない封止するプラグ
およびスペーサーをBNで構成したが、たとえば窒化アル
ミ（AlN），窒化ケイ素（Si3N4），シリカ（SiO2），グ
ラファイト，石英ガラスなどで構成してもよい。
試料容器本体の試料挿入口を閉止しない封止するプラグ
およびスペーサーをBNで構成したが、たとえば窒化アル
ミ（AlN），窒化ケイ素（Si3N4），シリカ（SiO2），グ
ラファイト，石英ガラスなどで構成してもよい。
また、上記では融解・凝固におけるInSbの体積変化の
吸収を融点の低いSnで行ったが、たとえばInTeやPbTeな
ど、溶融時には体積が増加し凝固時には体積が減少する
試料材料の場合は、この試料材料よりも融点の高い金属
を体積変化の吸収に用いてもよいし、金属以外の物質を
用いてもよい。さらに、この体積変化の吸収に用いる物
質は、たとえば第２図に図示した構成を採った場合な
ど、比較的高融点のものと比較的低融点のものとを組合
せて行ってもよいし、また融解・凝固時において、温度
の加え方もしくは温度の下げ方に方向性をもたせる手段
と組合せもよい。要するに融解・凝固時における試料材
料の体積変化を吸収し得る物性、たとえば前記融点の相
違、収縮性・膨脹性の相違など適宜選択利用することが
できる。
吸収を融点の低いSnで行ったが、たとえばInTeやPbTeな
ど、溶融時には体積が増加し凝固時には体積が減少する
試料材料の場合は、この試料材料よりも融点の高い金属
を体積変化の吸収に用いてもよいし、金属以外の物質を
用いてもよい。さらに、この体積変化の吸収に用いる物
質は、たとえば第２図に図示した構成を採った場合な
ど、比較的高融点のものと比較的低融点のものとを組合
せて行ってもよいし、また融解・凝固時において、温度
の加え方もしくは温度の下げ方に方向性をもたせる手段
と組合せもよい。要するに融解・凝固時における試料材
料の体積変化を吸収し得る物性、たとえば前記融点の相
違、収縮性・膨脹性の相違など適宜選択利用することが
できる。
［発明の効果］ 上記説明したように、本発明に係る微小重力下での融
解・凝固方法によれば、金属や半導体など無機もしくは
有機の２種以上で溶融時の総和としての体積変化が大き
い組合せの試料材料を、微小重力下で融解・凝固させて
所望の試料など得る場合、組合せ試料材料の融解・凝固
時における体積変化による試料容器の破損や形成された
試料などの破損が容易に防止され、また品質の良好なも
のが得られる。すなわち、微小重力下での融解・凝固処
理を伴う実験・開発などを安定した状態で常に実施し得
る。
解・凝固方法によれば、金属や半導体など無機もしくは
有機の２種以上で溶融時の総和としての体積変化が大き
い組合せの試料材料を、微小重力下で融解・凝固させて
所望の試料など得る場合、組合せ試料材料の融解・凝固
時における体積変化による試料容器の破損や形成された
試料などの破損が容易に防止され、また品質の良好なも
のが得られる。すなわち、微小重力下での融解・凝固処
理を伴う実験・開発などを安定した状態で常に実施し得
る。
第１図（ａ），（ｂ），（ｃ）および第２図は本発明に
係る微小重力下での融解・凝固方法の実施態様例を模式
的に示す断面図、第３図は従来の微小重力下での融解・
凝固方法の実施態様を模式的に示す断面図である。 11,21,31……SnTeロッド 12,22,32……PbTeロッド 13,23,33……融解・凝固処理用試料容器本体 14,15,24,25,34,35……プラグ 18a,18b,28a,28b,28a′……Snのブロック 19a,19b,29a,29b,29b′……スペーサー
係る微小重力下での融解・凝固方法の実施態様例を模式
的に示す断面図、第３図は従来の微小重力下での融解・
凝固方法の実施態様を模式的に示す断面図である。 11,21,31……SnTeロッド 12,22,32……PbTeロッド 13,23,33……融解・凝固処理用試料容器本体 14,15,24,25,34,35……プラグ 18a,18b,28a,28b,28a′……Snのブロック 19a,19b,29a,29b,29b′……スペーサー
Claims (2)
- 【請求項１】金属、半導体などの無機あるいは有機の２
種以上で溶融時の総和としての体積変化が収縮である組
合わせの試料材料の融液と濡れない材料製で、かつ融液
と接触する部分を含めて分離・分割可能に構成された試
料容器内に、柱状の試料材料を溶融前の状態において試
料容器内部で移動しないように試料容器内壁面および柱
状の試料挿入口を液密に封止するプラグ面に接触させて
挿入支持し、微小重力下で融解・凝固させる融解・凝固
方法において、 前記試料容器内に柱状の試料材料を溶融前の状態におい
て試料容器内部で移動しないように支持する少なくとも
一方のプラグ面側に前記試料材料の溶融時の温度におけ
る体積が溶融前と比べて増加である試料材料の融液と濡
れない材料製の摺動可能なスペーサーを配設して融解・
凝固時における体積変化を吸収するようにし、試料容器
の損傷を防止し得るようにしたことを特徴とする微小重
力下での融解・凝固方法。 - 【請求項２】金属、半導体などの無機あるいは有機の２
種以上で溶融時の総和としての体積変化が増加である組
合わせの試料材料の融液と濡れない材料製で、かつ融液
と接触する部分を含めて分離・分解可能に構成された試
料容器内に、柱状の試料材料を溶融前の状態において試
料容器内部で移動しないように試料容器内壁面および柱
状の試料挿入口を液密に封止するプラグ面に接触させて
挿入支持し、微小重力下で融解・凝固させる融解・凝固
方法において、 前記試料容器内に柱状の試料材料を溶融前の状態におい
て試料容器内部で移動しないように支持する少なくとも
一方のプラグ面側に前記試料材料の溶融時の温度におけ
る体積が溶融前と比べて収縮である試料材料の融液と濡
れない材料製の摺動可能なスペーサーを配設して融解・
凝固時における体積変化を吸収するようにし、試料容器
の損傷を防止し得るようにしたことを特徴とする微小重
力下での融解・凝固方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7901790A JP2648728B2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 微小重力下での融解・凝固方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7901790A JP2648728B2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 微小重力下での融解・凝固方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03281743A JPH03281743A (ja) | 1991-12-12 |
| JP2648728B2 true JP2648728B2 (ja) | 1997-09-03 |
Family
ID=13678178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7901790A Expired - Lifetime JP2648728B2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 微小重力下での融解・凝固方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2648728B2 (ja) |
-
1990
- 1990-03-29 JP JP7901790A patent/JP2648728B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03281743A (ja) | 1991-12-12 |
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