IMRAM

Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University

東北大学
多元物質科学研究所

LAST UPDATE 2021/05/04

  • 研究者氏名
    Researcher Name

    川西咲子　Sakiko KAWANISHI
    助教　Assistant Professor

  • 所属
    Professional Affiliation

    東北大学多元物質科学研究所
    Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials, Tohoku University

    プロセスシステム工学研究部門　材料分離プロセス研究分野
    Division of Process and System Engineering, Materials Separation Processing

  • 研究キーワード
    Research Keywords

    結晶成長
    その場観察
    高温プロセス
    Crystal growth
    In-situ observation
    High-temperature process
研究テーマ
Research Subject
高温反応場の可視化による素材プロセスの探求
Exploration of material processes by visualization of high-temperature reactions

研究の背景 Background

結晶成長や凝固、精製錬反応など、材料の製造プロセスではさまざまな高温反応を生じている。材料の高品質化やプロセスの高効率化を目指す上では、固液界面、液液界面、固気液界面など、高温融体と異相との反応場での現象を明らかにし、巧みに操ることが求められる。

Various high-temperature reactions occur in the materials manufacturing process, such as crystal growth, solidification, refining, and smelting processes. In order to improve the quality of materials and the efficiency of processes, it is necessary to skillfully manipulate the phenomena occurring between high-temperature melts and different phases. For this purpose, we need to reveal various interfacial reactions that occur at solid-liquid, liquid-liquid, and solid-gas-liquid interfaces.

研究の目標 Outcome

「百聞は一見に如かず」をモットーに、オリジナルのその場観察顕微鏡を使ってシリコンカーバイドの結晶成長、銅製錬プロセスでのガス発生反応など、高温現象の解明に取り組んでいる。最高1800℃の高温で繰り広げられる界面現象を直視して得られた観察結果をベースに、熱力学や速度論などの学理を基礎にした考察を加えることで、素材製造プロセスの高効率化や材料の品質向上を達成することが目標である。

"Seeing is believing" is the motto of my lifework and I am trying to elucidate high-temperature phenomena such as crystal growth of silicon carbide and gas evolution reactions in the copper smelting process using an original in-situ observation microscope. Based on the observation results of interfacial phenomena, and by adding considerations based on thermodynamics and kinetics, I would like to improve the efficiency in material manufacturing processes and quality of the materials.

研究図Research Figure

Fig.1. Spiral dissolutions of SiC into molten alloy at 1230 ºC during melt back process.

Fig.2. Gas formation reaction between matte and magnetite at 1200 ºC during copper smelting process.

Fig.3. Large n-type SnS crystal for photovoltaic applications.

文献 / Publications

その場観察: Materials, 15 (2022), 1796., Metall. Mater. Trans. B, 52 (2021), 3720., Metall. Mater. Trans. B, 52 (2021), 2619.
結晶成長・評価: Solar RRL, 5 (2021), 2000708., Cryst. Growth Des., 20 (2020), 5931-5939., Cryst. Growth Des., 20 (2020), 4740.

研究者HP