報告書番号

L05013

タイトル（和文）

高融点金属を急冷・微粒化させる蒸気爆発促進材の開発

タイトル（英文）

Development of Vapor Explosion Promotor for Rapid Cooling ana Atomizing of High Melting Point Metal

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

著者らは小規模蒸気爆発を活用した超急冷手法CANOPUSを提案し、非晶質粉末を開発している。対象とする材料は水の自発的蒸気爆発発生温度を大幅に上回るため、水に塩類を添加して、高温で蒸気爆発を発生させる蒸気爆発促進材の開発を目的とした。まず、溶融錫を塩水プール中に滴下する実験を行った。80℃の水に対して、錫は蒸気爆発しないが、塩を添加すると蒸気爆発が発生した。なかでも、塩化リチウム水溶液は最も高い温度(>1000℃)まで蒸気爆発が発生することが判明した。蒸気爆発発生温度が高温側に移行するメカニズムを解明するため、ステンレス球を塩水プール中に浸漬する実験を行った。その結果、水に塩を添加することにより、蒸気膜崩壊温度が上昇することを確認した。この蒸気膜崩壊温度は、いずれの塩に対しても前述の蒸気爆発発生温度の上限値と一致した。これは蒸気膜崩壊が起因となり蒸気爆発が発生していることを示唆している。

概要 （英文）

We proposed ultra rapid solidification and atomization technique, CANOPUS, using small-scale vapor explosion and develop an amorphous metal with a new function. Melting point of target material exceeds a temperature of spontaneous vapor explosion in the case of water. Therefore, the object of this study is to develop a promotion material of vapor explosion at higher temperature of molten material by salt additive into water.First, molten tin was dropped into water with a salt added. Although spontaneous vapor explosion didn’t occur in the case of water at 80 degree C, salt additive to water resulted in triggering of spontaneous vapor explosion. Especially, lithium chloride solution turned out to occur spontaneous vapor explosion at the highest temperature of molten tin (>1000 degree C).In order to clarify the mechanism of effect by salt additive to water, a high-temperature solid stainless steel sphere was immersed into coolant with salt added. As a results, salt additives to water resulted in higher temperature at vapor film collapse. The temperature at vapor film collapse gave close agreement with upper limit temperature that spontaneous vapor explosion occurred when molten tin dropped into each salt solution. This result suggests that a vapor film collapse cause a triggering of spontaneous vapor explosion. Therefore, it was clarified that the experiment that stainless-steel sphere was immersed into coolant was useful to develop a promotion material of vapor explosion.

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