高温の液体の鉄の急速冷却法（工業的な方法で）

質問

液体1000度の鉄を0,01秒で急速に冷却すると、アモルファス状態の固体ができるそうなのですが、その方法が分かりません。自分は液体窒素を使用する事くらいしか思いつかなかったのですが、鉄が高温のために窒素が蒸発してしまい、鉄の周囲を気体で覆ってしまいうまくいかないそうです。工業的な方法との事なのですが、自分では全くわかりません。もしよろしければ知恵をお貸しください。

回答No.2

Ivane · ベストアンサー

こんんばんは。

今現在、急冷する方法として、用途が多い物は、
１、ロール法（単ロール法）
冷却速度を高めるという事は、溶融した金属からいかに早く熱を奪うかと言う事になります。水よりも金属の方がはるかに熱伝導が良い事は事実です。ですから熱伝導が高い金属に溶解した金属を接触させれば、水よりもはるかに高速で冷却されます。
よって、銅製の冷却ロールを高速回転させ、溶融した金属を糸を紡ぐように、少しずつずらして落とすことで、線状、ないしリボン状のアモルファスが得られます。（空冷させる意味もあります）
２、回転液中紡糸法（ドラム法）
回転するドラムの内壁に、冷却剤（水と沸点上昇させる物質との溶液）を塗布し、高速回転させながら常に温度が低い冷却剤に溶けた金属を糸状（ないしリボン状）に落し、接触、冷却させる方法。

そのほかですが、
１、圧縮法
粉末の金属（アトマイズ金属）を容器に入れ、周囲に配置した火薬の爆発力で圧縮（一種の爆縮）させ、一瞬のうちにアモルファスを生成させる方法。
２、拡散法
アトマイズ金属を低温（３００℃前後）で金属結晶を生成させずアモルファス化させる方法。

電気的な方法では、スパッタ法、真空蒸着法があります。

＞液体窒素
液体では難有りですが、質問者さんが構想する方法は、実は良いセンスです。
圧搾した（気体の）不活性ガスを吹き付ける事で、高い冷却能が期待ができるんです（現在某所で実験段階）。実用化は現在は無理ですが、いずれ技術革新で、何らかの安価なアモルファスの製法になる可能性も否定できないと言われています。

お礼

早速のお答えありがとうございました。こんなに何種類もの方法が存在するとは思ってもいなかったので驚きました。非常に助かりました。もし又何かがあったら、力を貸してください。（Ivaneさんのプロフィールも見せて頂きました。自分は過去にいろいろあって医学部に再入学をしたばかりの者です。２０代半ばでの転向で不安もありますが、過去の自分にさまざま関わってくれたものに感謝していますし、その為にもがんばっていこうと思っています。取り止めが無くてすみません。）長くなってしまいましたが、本当にありがとうございました。

回答No.1

shkwta

参考URLに、高速回転する銅ロールに液体の金属を吹き付けて冷却する方法が紹介されています。

参考URL：

http://www.mse.eng.himeji-tech.ac.jp/mse/mse/inquire/yokoyama/amor.html

お礼

こんなにも早く教えていただけるとは思ってなかったので非常に助かりました。参考URLは難しいところもありましたが、図も載っていて重宝しました。実は一度お礼を書いたつもりなのですが、しばらくたっても何の変化も無い様なのでこのお礼は２回目です。初めてなもので不手際があったらすみません。もし又何かあったら力を貸してください。本当にありがとうございました。