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鋳鉄の溶融状態でのLFA測定

リキッドメタル」*用試料ホルダー(サファイア)

開発期間とコストの削減、製造工程の最適化、熱応力部品への要求がますます高まるにもかかわらず質量を低減することは、自動車産業の重要な目標です。例えば、鋳造プロセスにおけるエンジン部品内の温度分布を予測するために、数値シミュレーションが使用されます。

そのためには、全温度範囲にわたる鋳造材料の熱物性に関する知識が基本的に必要です。このアプリケーションノートでは、鋳鉄の熱物性測定の結果を紹介します。LFA測定は、「液体金属」*の測定用に特殊なサファイア容器を用いて実施されました。サファイア容器は、液体の寸法を確実に定義します。

*この文脈では、「液体金属」という用語は、金属の融点を超える温度での測定を容易にする試料ホルダーを指す。

測定条件

結果

熱拡散率と比熱(DSCで測定)は、キュリー転移(2次の相転移)にピークを持つ一般的な挙動を示した。熱伝導率は融解までほぼ連続的に減少する。1150℃以上の相転移(固体-液体相転移)では、熱拡散率/熱伝導率に一般的なステップが検出された。その理由は、相転移の際に格子構造が崩壊するためである。この例は、LFA法が決められた寸法の固体材料に限定されないことを明確に示しています。液体金属用の試料ホルダーを使えば、鉄合金の測定も液相中で可能です。

この例は、LFA法が決められた寸法の固体材料に限定されないことを明確に示しています。液体金属 "用の試料ホルダーを使用すれば、鉄合金の測定も液相中で可能です。

さまざまな温度における熱拡散率、熱伝導率、比熱を示す鋳鉄の熱分析グラフ。
1)鋳鉄のLFA結果、赤:熱拡散率、青:熱伝導率、黒:比熱
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