JP2655825B2 - 溶融試料の切り放し方法とその装置 - Google Patents
溶融試料の切り放し方法とその装置Info
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- JP2655825B2 JP2655825B2 JP5568695A JP5568695A JP2655825B2 JP 2655825 B2 JP2655825 B2 JP 2655825B2 JP 5568695 A JP5568695 A JP 5568695A JP 5568695 A JP5568695 A JP 5568695A JP 2655825 B2 JP2655825 B2 JP 2655825B2
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、溶融試料の切り放し
方法とその装置に関するものである。さらに詳しくは、
この発明は、落下塔を利用した理化学装置に有用な溶融
試料の切り放し方法とその装置に関するものである。
方法とその装置に関するものである。さらに詳しくは、
この発明は、落下塔を利用した理化学装置に有用な溶融
試料の切り放し方法とその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】落下塔を利用した溶融試料の
無容器処理実験を行う場合には、試料に振動を与えずに
溶融試料を切放す必要がある。しかしながら、従来のワ
イヤーで保持した溶融試料に振動を与えることによって
切放す方法の場合には、溶融試料に初速度がついてしま
うために、微小重力環境を充分に活かせないという問題
がある。
無容器処理実験を行う場合には、試料に振動を与えずに
溶融試料を切放す必要がある。しかしながら、従来のワ
イヤーで保持した溶融試料に振動を与えることによって
切放す方法の場合には、溶融試料に初速度がついてしま
うために、微小重力環境を充分に活かせないという問題
がある。
【０００３】また、保持ワイヤーに通電することによ
り、ワイヤーを焼き切ることで溶融試料を切放す方法が
知られている。だが、この通電によりワイヤーを焼き切
り溶融試料を切放す方法は、目的とする部位でワイヤー
を焼き切ることが難しく、さらに焼け残ったワイヤーが
不純物として試料に混入するため、試料の溶融凝固特性
に悪影響を与える等の問題がある。
り、ワイヤーを焼き切ることで溶融試料を切放す方法が
知られている。だが、この通電によりワイヤーを焼き切
り溶融試料を切放す方法は、目的とする部位でワイヤー
を焼き切ることが難しく、さらに焼け残ったワイヤーが
不純物として試料に混入するため、試料の溶融凝固特性
に悪影響を与える等の問題がある。
【０００４】この発明は、以上通りの事情を鑑みてなさ
れたものであり、従来方法の欠点を解消し、微小重力環
境に適した方法であって、不純物の混入という問題も生
じない新しい溶融試料の切り放し方法とその装置を提供
することを目的としている。
れたものであり、従来方法の欠点を解消し、微小重力環
境に適した方法であって、不純物の混入という問題も生
じない新しい溶融試料の切り放し方法とその装置を提供
することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、難酸化性固体試料を、この試料
よりも易酸化性で高融点の無機質ファイバーにより保持
し不活性ガス雰囲気中で加熱溶融させた後に、酸素ガス
を導入してファイバーを完全に酸化、蒸発させ、不純物
の混入無しに溶融試料をファイバーから切り放すことを
特徴とする溶融試料の切り放し方法を提供する。
を解決するものとして、難酸化性固体試料を、この試料
よりも易酸化性で高融点の無機質ファイバーにより保持
し不活性ガス雰囲気中で加熱溶融させた後に、酸素ガス
を導入してファイバーを完全に酸化、蒸発させ、不純物
の混入無しに溶融試料をファイバーから切り放すことを
特徴とする溶融試料の切り放し方法を提供する。
【０００６】そして、この場合の装置として、この発明
は、不活性ガス導入機構と、無機質ファイバーによる固
体試料の保持機構と、この固体試料の溶融加熱炉並びに
酸素導入機構とを備え、導入された不活性ガス雰囲気下
において、無機質ファイバー保持機構により保持した固
体試料を溶融加熱炉で溶融し、酸素導入機構から導入し
た酸素によって保持機構のファイバーを酸化蒸発させて
溶融試料を切り放すことを特徴とする溶融試料の切り放
し装置をも提供する。
は、不活性ガス導入機構と、無機質ファイバーによる固
体試料の保持機構と、この固体試料の溶融加熱炉並びに
酸素導入機構とを備え、導入された不活性ガス雰囲気下
において、無機質ファイバー保持機構により保持した固
体試料を溶融加熱炉で溶融し、酸素導入機構から導入し
た酸素によって保持機構のファイバーを酸化蒸発させて
溶融試料を切り放すことを特徴とする溶融試料の切り放
し装置をも提供する。
【０００７】
【作用】この発明においては、難酸化性の固体試料を保
持するファイバーを試料溶融後に酸化、蒸発させるだけ
なので、その蒸発時の振動も抑えることができ、微小重
力環境の利点を活かすことができる。試料を保持するた
めのファイバーは、固体試料が溶融された状態でもこれ
を保持することのできるだけの耐熱性を持ち、かつ、酸
化されて蒸発するものであれば任意のものであってよ
い。たとえばカーボンファイバー、ＢＮファイバー、Ｓ
ｉ3 Ｎ4 ファイバー、ＳｉＣファイバー等の適宜なもの
とすることができる。
持するファイバーを試料溶融後に酸化、蒸発させるだけ
なので、その蒸発時の振動も抑えることができ、微小重
力環境の利点を活かすことができる。試料を保持するた
めのファイバーは、固体試料が溶融された状態でもこれ
を保持することのできるだけの耐熱性を持ち、かつ、酸
化されて蒸発するものであれば任意のものであってよ
い。たとえばカーボンファイバー、ＢＮファイバー、Ｓ
ｉ3 Ｎ4 ファイバー、ＳｉＣファイバー等の適宜なもの
とすることができる。
【０００８】また、これらのファイバーは、その一本も
しくは複数本によって固体試料を吊り下げ、あるいは固
体試料を載置等できる任意の形状とすることができる。
固体試料に穴をあけ、これにファイバーを貫通させて吊
り下げるようにしてもよいし、メッシュ状の織成体によ
って保持するようにしてもよい。この後者の場合には、
溶融試料全体が保持された溶融試料の切り放しのため
に、前もって試料に穴明け加工をする必要がなく、操作
性に優れている。
しくは複数本によって固体試料を吊り下げ、あるいは固
体試料を載置等できる任意の形状とすることができる。
固体試料に穴をあけ、これにファイバーを貫通させて吊
り下げるようにしてもよいし、メッシュ状の織成体によ
って保持するようにしてもよい。この後者の場合には、
溶融試料全体が保持された溶融試料の切り放しのため
に、前もって試料に穴明け加工をする必要がなく、操作
性に優れている。
【０００９】加熱手段についても特に限定はなく、赤外
線加熱炉等としてよい。また、酸素導入機構についても
同様に特段の限定はない。落下塔の利用による微小重力
環境の適用時には、試料の切放しは、赤外線加熱炉本体
落下後、コマンド信号により行ってもよく、試料切り放
しをトリガーとして赤外線加熱炉本体を落下させてもよ
い。ファイバーは溶融試料切り放し後においても酸化・
蒸発を続けるため、試料へのファイバー材料の不純物の
混入はない。
線加熱炉等としてよい。また、酸素導入機構についても
同様に特段の限定はない。落下塔の利用による微小重力
環境の適用時には、試料の切放しは、赤外線加熱炉本体
落下後、コマンド信号により行ってもよく、試料切り放
しをトリガーとして赤外線加熱炉本体を落下させてもよ
い。ファイバーは溶融試料切り放し後においても酸化・
蒸発を続けるため、試料へのファイバー材料の不純物の
混入はない。
【００１０】以下、実施例を示してさらに詳しくこの説
明について説明する。
明について説明する。
【００１１】
【実施例】実施例１ 添付した図面の図１は、この発明のファイバーによる試
料保持機構を用いた溶融試料切り放し装置を例示した概
略図である。たとえば、この図１に例示したように、２
０ｍｇのＢａＢ2 Ｏ4 からなる酸化物試料（１）に直径
０．３ｍｍの試料保持用穴（２）を明け、直径０．１ｍ
ｍのカーボン繊維ファイバー（３）をその試料保持用穴
（２）に通して酸化物試料（１）を保持し、赤外線加熱
炉（４）の上方からつるす。
料保持機構を用いた溶融試料切り放し装置を例示した概
略図である。たとえば、この図１に例示したように、２
０ｍｇのＢａＢ2 Ｏ4 からなる酸化物試料（１）に直径
０．３ｍｍの試料保持用穴（２）を明け、直径０．１ｍ
ｍのカーボン繊維ファイバー（３）をその試料保持用穴
（２）に通して酸化物試料（１）を保持し、赤外線加熱
炉（４）の上方からつるす。
【００１２】赤外線加熱炉（４）の試料部は、直径１０
ｍｍの透明石英管（５）を用いてシールしてあるため雰
囲気制御が可能であり、ここでは高純度Ａｒガスを圧力
１気圧、流量１００ｃｃ／ｍｉｎで流入させている。赤
外線加熱炉（４）の温度を上昇させることで、酸化物試
料（２）であるＢａＢ2 Ｏ4 試料は融点１０９５℃で溶
融し、表面張力によってカーボン繊維ファイバー（３）
に保持される。
ｍｍの透明石英管（５）を用いてシールしてあるため雰
囲気制御が可能であり、ここでは高純度Ａｒガスを圧力
１気圧、流量１００ｃｃ／ｍｉｎで流入させている。赤
外線加熱炉（４）の温度を上昇させることで、酸化物試
料（２）であるＢａＢ2 Ｏ4 試料は融点１０９５℃で溶
融し、表面張力によってカーボン繊維ファイバー（３）
に保持される。
【００１３】酸素導入機構（６）により、圧力１．１気
圧、流量１００ｃｃ／ｍｉｎで酸素を導入する。酸素導
入機構の試料周辺部は赤外線が透過するように直径８ｍ
ｍのリング状透明石英管（７）によって構成されてお
り、溶融した酸化物試料（１）に向けてリング状にスリ
ット（８）が入れてある。カーボン繊維ファイバー
（３）は、高温状態にある溶融した酸化物試料（２）と
の接触部において０．１秒後に酸化、蒸発し、溶融試料
（２）は保持ファイバー（３）から切り放される。実施例２ 添付した図面の図２は、この発明の別の例としての、カ
ーボン繊維メッシュによる試料保持機構を示した概略図
である。
圧、流量１００ｃｃ／ｍｉｎで酸素を導入する。酸素導
入機構の試料周辺部は赤外線が透過するように直径８ｍ
ｍのリング状透明石英管（７）によって構成されてお
り、溶融した酸化物試料（１）に向けてリング状にスリ
ット（８）が入れてある。カーボン繊維ファイバー
（３）は、高温状態にある溶融した酸化物試料（２）と
の接触部において０．１秒後に酸化、蒸発し、溶融試料
（２）は保持ファイバー（３）から切り放される。実施例２ 添付した図面の図２は、この発明の別の例としての、カ
ーボン繊維メッシュによる試料保持機構を示した概略図
である。
【００１４】この図２に示した例では、２０ｍｇの酸化
物試料（１）であるＢａＢ2 Ｏ4 を線径０．０５ｍｍ、
１００メッシュのカーボン繊維メッシュ（９）上に載せ
て保持し、赤外線加熱炉（４）の上方から吊している。
実施例１と同様に酸化物試料（１）を赤外線加熱炉
（４）によって加熱すると、融点１０９５℃で溶融し、
表面張力によってカーボン繊維メッシュ（９）に保持さ
れる。
物試料（１）であるＢａＢ2 Ｏ4 を線径０．０５ｍｍ、
１００メッシュのカーボン繊維メッシュ（９）上に載せ
て保持し、赤外線加熱炉（４）の上方から吊している。
実施例１と同様に酸化物試料（１）を赤外線加熱炉
（４）によって加熱すると、融点１０９５℃で溶融し、
表面張力によってカーボン繊維メッシュ（９）に保持さ
れる。
【００１５】実施例１と同様に、酸素導入機構（６）に
より、圧力１．１気圧、流量１００ｃｃ／ｍｉｎで酸素
を導入すると、カーボン繊維メッシュ（９）は０．１秒
後に酸化、蒸発し、溶融試料（２）は切り放される。
より、圧力１．１気圧、流量１００ｃｃ／ｍｉｎで酸素
を導入すると、カーボン繊維メッシュ（９）は０．１秒
後に酸化、蒸発し、溶融試料（２）は切り放される。
【００１６】
【発明の効果】この発明により、以上詳しく説明したと
おり、落下塔を利用した理化学装置等に用いられる溶融
試料切り放し装置において、振動、さらに不純物の混入
を抑制することができ、精度の高い溶融試料の過冷却実
験が可能となる。また、原理が非常に単純であるため、
従来の装置にわずかな改造を加えることで、この発明を
採用することができ、微小重力環境に適した高純度を保
った無容器処理プロセスを提供することができる。
おり、落下塔を利用した理化学装置等に用いられる溶融
試料切り放し装置において、振動、さらに不純物の混入
を抑制することができ、精度の高い溶融試料の過冷却実
験が可能となる。また、原理が非常に単純であるため、
従来の装置にわずかな改造を加えることで、この発明を
採用することができ、微小重力環境に適した高純度を保
った無容器処理プロセスを提供することができる。
【００１７】この発明は、結晶成長の分野だけでなく、
ガラス製造の分野においても利用が想定され、さらに
は、材料本来の特性が実験により明らかになるため、新
材料の開発が期待される。
ガラス製造の分野においても利用が想定され、さらに
は、材料本来の特性が実験により明らかになるため、新
材料の開発が期待される。
【図１】ファイバーによる試料保持機構を用いたこの発
明の溶融試料切り放し装置の一例を示した概略図であ
る。
明の溶融試料切り放し装置の一例を示した概略図であ
る。
【図２】別の例としてのカーボン繊維メッシュによる試
料保持機構を例示した概略図である。
料保持機構を例示した概略図である。
１ 酸化物試料 ２ 試料保持用穴 ３ カーボン繊維ファイバー ４ 赤外線加熱炉 ５ 透明石英管 ６ 酸素導入機構 ７ リング状透明石英管 ８ リング状スリット ９ カーボン繊維メッシュ １０不活性ガス導入機構
Claims (3)
- 【請求項１】 難酸化性固体試料を、この試料よりも易
酸化性で高融点の無機質ファイバーで保持して不活性ガ
ス雰囲気で加熱溶融後、酸素を導入してこのファイバー
を酸化蒸発させて溶融試料を保持ファイバーから切り放
すことを特徴とする溶融試料の切り放し方法。 - 【請求項２】 固体試料をメッシュ状織成体からなる無
機質ファイバーによって保持し、溶融試料を切り放す請
求項１の方法。 - 【請求項３】 不活性ガス導入機構と、無機質ファイバ
ーによる固体試料の保持機構と、この固体試料の溶融加
熱炉並びに酸素導入機構とを備え、導入された不活性ガ
ス雰囲気下において、無機質ファイバー保持機構により
保持した固体試料を溶融加熱炉で溶融し、酸素導入機構
から導入した酸素によって保持機構のファイバーを酸化
蒸発させて溶融試料を切り放すことを特徴とする溶融試
料の切り放し装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5568695A JP2655825B2 (ja) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | 溶融試料の切り放し方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5568695A JP2655825B2 (ja) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | 溶融試料の切り放し方法とその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08247905A JPH08247905A (ja) | 1996-09-27 |
| JP2655825B2 true JP2655825B2 (ja) | 1997-09-24 |
Family
ID=13005796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5568695A Expired - Lifetime JP2655825B2 (ja) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | 溶融試料の切り放し方法とその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2655825B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0947613B1 (en) * | 1997-10-23 | 2003-07-30 | Josuke Nakata | Method of manufacturing single crystal and apparatus for manufacturing single crystal |
| JP3087964B1 (ja) * | 1999-09-28 | 2000-09-18 | 工業技術院長 | 自由落下液滴の衝突凝固による高品質結晶材料の製造方法 |
| CN107966467A (zh) * | 2017-11-24 | 2018-04-27 | 中国科学院金属研究所 | 一种研究微重力条件下材料凝固的实验装置和实验方法 |
-
1995
- 1995-03-15 JP JP5568695A patent/JP2655825B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08247905A (ja) | 1996-09-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |