東北大学研究者紹介

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ツカダ　タカオ

塚田　隆夫

Takao Tsukada

所属

未来科学技術共同研究センター　開発研究部　超臨界ナノ材料技術の社会実装

職名

特任教授（研究）

学位

工学博士（東北大学）

researchmap

https://researchmap.jp/read0144232

J-GLOBAL ID

200901022224808625

委員歴 8

日本伝熱学会企画部　委員

2009年4月～継続中
日本伝熱学会企画部　委員

2009年4月～継続中
化学工学会熱工学部会　副部会長（2007, 2008), 部会長(2009～)

2007年4月～継続中
日本結晶成長学会　評議員

2007年4月～継続中
化学工学会熱工学部会　副部会長（2007, 2008), 部会長(2009～)

2007年4月～継続中
日本結晶成長学会　評議員

2007年4月～継続中
化学工学会論文誌編集委員会　委員，副編集委員長（2009～）

2006年4月～継続中
化学工学会論文誌編集委員会　委員，副編集委員長（2009～）

2006年4月～継続中

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所属学協会 10

日本鉄鋼協会
日本農芸化学会
精密工学会
日本マイクログラビティ応用学会
日本熱物性学会
日本伝熱学会
応用物理学会
日本結晶成長学会
日本機械学会
化学工学会

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研究キーワード 3

モデリング
材料プロセス
輸送現象

研究分野 1

ものづくり技術（機械・電気電子・化学工学） / 移動現象、単位操作 /

受賞 8

2019年度日本伝熱学会学術賞

2020年5月　日本伝熱学会　"溶融Cu基合金の伝熱・流動特性の解明及び相分離構造との相関に関する研究"
2018年度日本マイクログラビティ応用学会論文賞

2018年10月　日本マイクログラビティ応用学会　"SiGe Crystal Growth by the Travelling Liquidus-Zone Method abroad the International Space Station"
Outstanding Paper Award of 2018

2018年9月　"Effect of Surface Modifier of Nanoparticles on Dewetting Behaviors of Polymer Nanocomposite Thin Films"
Outstanding Paper Award of 2011

2012年9月　"Relationship between Applied Static Magnetic Field Strength and Thermal Conductivity Values of Molten Materials Measured Using the EML Technique", J. Chem. Eng. Japan, 44, 321-327 (2011).
研究賞實吉雅郎記念賞

2012年3月　公益社団法人化学工学会　"高温融体材料プロセスにおける熱輸送特性の精密解析と評価に関する研究"
Outstanding Paper Award (Sensors and Sensing Systems)

2011年5月　“Noncontact modulated laser calorimetry in a dc magnetic field for stable and supercooled liquid silicon” Meas. Sci. Technol. 21, 025901, (2010)
俵論文賞

2011年3月　（社）日本鉄鋼協会　“非接触レーザー周期加熱カロリメトリー法による溶融Feの熱物性計測法の開発”
化学工学協会賞論文賞

1988年4月　化学工学協会　CZ法によるシリコン単結晶成長に及ぼす輻射熱遮蔽体の影響

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論文 171

Superspreading Wetting of Nanofluid Droplet Laden with Highly Dispersed Nanoparticles

Eita Shoji, Akira Hoshino, Tetsushi Biwa, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Takaaki Tomai, Tadafumi Adschiri

Langmuir　2024年12月2日
出版者・発行元： American Chemical Society (ACS)
DOI： 10.1021/acs.langmuir.4c03347 　

ISSN：0743-7463

eISSN：1520-5827
Molecular dynamics simulations for interfacial structure and affinity between carboxylic acid-modified Al2O3 and polymer melts

Takamasa Saito, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Eita Shoji, Gota Kikugawa, Donatas Surblys, Momoji Kubo

The Journal of Chemical Physics　159　(16)　2023年10月27日
出版者・発行元： AIP Publishing
DOI： 10.1063/5.0169721 　

ISSN：0021-9606

eISSN：1089-7690

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Controlling the dispersion state of nanoparticles in a polymer matrix is necessary to produce polymer nanocomposites. The surface modification of nanoparticles is used to enable their dispersion in polymers. Moreover, molecular dynamics (MD) simulations are useful for revealing the interfacial properties between nanoparticles and polymers to aid in the design of materials. In this study, the effect of surface coverage, modifier length, and polymer species on the interfacial structure and affinity between surface-modified Al2O3 and polymer melts were investigated using all-atom MD simulations. Hexanoic, decanoic, and tetradecanoic acids were used as surface modifiers, and polypropylene (PP), polystyrene (PS), and poly (methyl methacrylate) (PMMA) were used as polymers. The work of adhesion Wadh and the work of immersion Wimm were selected as quantitative measures of affinity. Wadh was calculated using the phantom-wall approach, and Wimm was calculated by simply subtracting the surface tension of polymers γL from Wadh. The results showed that Wadh and Wimm were improved by surface modification with low coverage, owing to a good penetration of the polymer. The effect of modifier length on Wadh and Wimm was small. Whereas Wadh increased in the following order: PP &lt; PS &lt; PMMA, Wimm increased as follows: PMMA &lt; PS &lt; PP. Finally, the trend of Wadh and Wimm was organized using the Flory–Huggins interaction parameter χ between the modifier and the polymer. This study demonstrates that the interfacial affinity can be improved by tuning the surface coverage and modifier species depending on the polymer matrix.
Cooling rate of reactant solution in a flow-type supercritical hydrothermal reactor estimated using neutron radiography

Ryosuke Sasaki, Kosei Sato, Bo Xie, Seiichi Takami, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Katsumi Sugimoto, Naoya Odaira, Daisuke Ito, Yasushi Saito

Journal of Physics: Conference Series　2605　(1)　012029-012029　2023年9月1日
出版者・発行元： IOP Publishing
DOI： 10.1088/1742-6596/2605/1/012029 　

ISSN：1742-6588

eISSN：1742-6596

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Abstract Rapid cooling of reactants quenches the intermediate state of chemical reactions and enables the synthesis of novel materials that cannot be realized by thermodynamic equilibrium processes. In this study, we estimated the cooling rate of reactant solutions during the supercritical hydrothermal synthesis of metal oxide nanoparticles. Neutron radiography measurements were performed to visualize the profile of the average water density at a junction where a stream of heated water was mixed with another stream of cooling water. The cooling rate of the heated water that mimicked the reactant solution was estimated using the relationship between the density and temperature of water under constant pressure conditions. This result should provide vital information about the flow-type synthesis of novel metal oxide nanoparticles.
Comparison of Phase Separation Structures between Undercooled Cu–Fe and Cu–Co Alloys Solidified Under a Static Magnetic Field

Taiki Okuyama, Rikuto Suzuki, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Eita Shoji, Hiroyuki Fukuyama

Journal of Chemical Engineering of Japan　56　(1)　2023年5月17日
出版者・発行元： Informa UK Limited
DOI： 10.1080/00219592.2023.2211117 　

ISSN：0021-9592

eISSN：1881-1299
Effects of the mixer shape in a flow-type supercritical hydrothermal reactor as evaluated by neutron radiography and CeO2 nanoparticle synthesis

Kosei Sato, Ryosuke Sasaki, Bo Xie, Seiichi Takami, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Katsumi Sugimoto, Naoya Odaira, Daisuke Ito, Yasushi Saito

Reaction Chemistry & Engineering　2023年

DOI： 10.1039/D3RE00018D 　
Effect of surface modifier and solvent on the affinity between the surface-modified solid and organic solvent: A molecular dynamics study

Takamasa Saito, Ryo Takebayashi, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Eita Shoji, Gota Kikugawa, Donatas Surblys

AIP Advances　12　(10)　105206-105206　2022年10月1日
出版者・発行元： AIP Publishing
DOI： 10.1063/5.0119681 　

eISSN：2158-3226

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To control the dispersibility of surface-modified nanoparticles in fluid, it is important to evaluate the affinity between surface-modified nanoparticles and solvents and elucidate the effect of surface modification on the affinity at the molecular level. In this study, the effect of the chain length of the surface modifier and solvent on the work of adhesion W_adh was investigated for the carboxylic acid-modified Al₂O₃/ n-alkane interface by molecular dynamics simulations using the phantom-wall method. Here, we adopted hexanoic acid, decanoic acid, and octadecanoic acid as the surface modifiers and n-hexane, n-decane, and n-dodecane as the solvents. At a surface coverage of 100%, the effect of the modifier length on W_adh was small because the solvent did not penetrate any modifier layers with a dense packing state. At a surface coverage of 50%, the solvent penetration was good except for the octadecanoic acid modifier, and W_adh for the decanoic acid modifier was higher than that for the hexanoic acid and octadecanoic acid modifiers. For the decanoic acid modifier with a surface coverage of 50%, the effect of the solvent length on W_adh was small because the density distributions of the modifier and solvent near the interface were almost the same in all solvent systems. Solvent penetration was evaluated using the overlap parameter, which is the degree of overlap of the density distribution. A large penetration resulted in high W_adh. We demonstrated that the affinity between surface-modified nanoparticles and solvents can be increased by ensuring high modifier-solvent penetration via adjusting the surface coverage and surface modifier.
Control of the temperature responsiveness of poly(N-isopropylacrylamide-co-2-hydroxyethyl methacrylate) copolymer using ultrasonic irradiation

Masaki Kubo, Masato Higuchi, Tomoyuki Koshimura, Eita Shoji, Takao Tsukada

Ultrasonics Sonochemistry　79　2021年11月

DOI： 10.1016/j.ultsonch.2021.105752 　

ISSN：1350-4177

eISSN：1873-2828
Measurement of dynamic wetting using phase-shifting imaging ellipsometer: comparison of pure solvent and nanoparticle suspension on film thickness profile, apparent contact angle, and precursor film length

Eita Shoji, Takahiro Kaneko, Tatsuya Yonemura, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Atsuki Komiya

Experiments in Fluids　62　(10)　2021年10月

DOI： 10.1007/s00348-021-03296-3 　

ISSN：0723-4864

eISSN：1432-1114
Erratum: "Evaluation of the work of adhesion at the interface between a surface-modified metal oxide and an organic solvent using molecular dynamics simulations" [J. Chem. Phys. 154, 114703 (2021)]. 国際誌

Takamasa Saito, Eita Shoji, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Gota Kikugawa, Donatas Surblys

The Journal of chemical physics　155　(6)　069901-069901　2021年8月14日

DOI： 10.1063/5.0062003 　
Numerical investigation of growth interface shape and compositional distributions in SiGe crystals grown by the TLZ method in the International Space Station 査読有り

Satoshi Baba, Yoshiaki Nakamura, Masahiro Mikami, Eita Shoji, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Kyoichi Kinoshita, Yasutomo Arai, Yuko Inatomi

Journal of Crystal Growth　566-567　126157-126157　2021年7月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.jcrysgro.2021.126157 　

ISSN：0022-0248
Numerical Simulation of Laminar-Turbulent Transition in Magnetohydrodynamic Convection in an Electromagnetically Levitated Molten Droplet of Cu-Co Alloys Under a Static Magnetic Field 査読有り

Eita Shoji, Koki Tanada, Ryuji Takahashi, Shosei Isogai, Rikuto Suzuki, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Atsuki Komiya, Hiroyuki Fukuyama

Metallurgical and Materials Transactions B　52　(2)　896-902　2021年4月
出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC
DOI： 10.1007/s11663-021-02063-3 　

ISSN：1073-5615

eISSN：1543-1916
Evaluation of the work of adhesion at the interface between a surface-modified metal oxide and an organic solvent using molecular dynamics simulations 査読有り

Takamasa Saito, Eita Shoji, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Gota Kikugawa, Donatas Surblys

The Journal of Chemical Physics　154　(11)　114703-114703　2021年3月21日
出版者・発行元： AIP Publishing
DOI： 10.1063/5.0040900 　

ISSN：0021-9606

eISSN：1089-7690
Compositional Dependence of Thermal Conductivity of Molten Cu-Fe Alloy at Low Fe Contents 査読有り

Eita Shoji, Naoto Ito, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Hiroyuki Fukuyama

Metallurgical and Materials Transactions B　51　(6)　2504-2509　2020年12月
出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC
DOI： 10.1007/s11663-020-01965-y 　

ISSN：1073-5615

eISSN：1543-1916
In-situ visualization of heavy oil behavior in supercritical water using neutron radiography 査読有り

Eita Shoji, Takahiro Kikuchi, Koshiro Yamagiwa, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Seiichi Takami, Katsumi Sugimoto, Daisuke Ito, Yasushi Saito

Chemical Engineering Science　225　115816　2020年11月
出版者・発行元：
DOI： 10.1016/j.ces.2020.115816 　

ISSN：0009-2509
Spatial structures formation of surface-modified nanoparticles in polymer nanocomposite thin films 査読有り

Naoto Kobayashi, Shogo Yagawa, Yusaku Nakamura, Masaki Kubo, Eita Shoji, Takao Tsukada, Tadafumi Adschiri

Chemical Engineering and Processing - Process Intensification　155　108054-108054　2020年9月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.cep.2020.108054 　

ISSN：0255-2701
Prediction of surface tension of heavy oil based on principle of corresponding states combined with detailed composition and molecular structure analysis 査読有り

Yuichi Mukawa, Koshiro Yamagiwa, Eita Shoji, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Shogo Teratani, Keita Katano

Journal of the Japan Institute of Energy　99　(7)　75-81　2020年7月

DOI： 10.3775/jie.99.75 　

ISSN：0916-8753
Corrigendum to ‘Neutron computed tomography of phase separation structures in solidified Cu-Co alloys and investigation of relationship between the structures and melt convection during solidification’ (Scripta Materialia (2020) 175 (29–32), (S1359646219305263), (10.1016/j.scriptamat.2019.08.041))

Eita Shoji, Shosei Isogai, Rikuto Suzuki, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Tetsuya Kai, Takenao Shinohara, Yoshihiro Matsumoto, Hiroyuki Fukuyama

Scripta Materialia　178　244　2020年3月15日
出版者・発行元： Acta Materialia Inc
DOI： 10.1016/j.scriptamat.2019.11.038 　

ISSN：1359-6462
A precise deconvolution method to derive methane hydrate cage occupancy ratios using Raman spectroscopy 査読有り

Yuya Hiraga, Takuya Sasagawa, Shinichiro Yamamoto, Hiroyuki Komatsu, Masaki Ota, Takao Tsukada, Richard L. Smith

Chemical Engineering Science　214　115361-115361　2020年3月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.ces.2019.115361 　

ISSN：0009-2509
Neutron computed tomography of phase separation structures in solidified Cu-Co alloys and investigation of relationship between the structures and melt convection during solidification 査読有り

Eita Shoji, Shosei Isogai, Rikuto Suzuki, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Tetsuya Kai, Takenao Shinohara, Yoshihiro Matsumoto, Hiroyuki Fukuyama

Scripta Materialia　175　(15)　29-32　2020年1月

DOI： 10.1016/j.scriptamat.2019.08.041 　
Compositional Dependence of Normal Spectral Emissivity of Molten Cu-Fe Alloy 査読有り

EITA SHOJI, RYUJI TAKAHASHI, SHOSEI ISOGAI, NAOTO ITO, MASAKI KUBO, TAKAO TSUKADA, HIROYUKI FUKUYAMA

METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS B　50　(5)　2454-2458　2019年10月

DOI： 10.1007/s11663-019-01638-5 　
Numerical Simulation of Structure Formation of Surface-Modified Nanoparticles during Solvent Evaporation 査読有り

S. Usune, T. Takahashi, M. Kubo, E. Shoji, T. Tsukada, O. Koike, R. Tatsumi, M. Fujita, T. Adschiri

Journal of Chemical Engineering of Japan　52　(8)　680-693　2019年8月

DOI： 10.1252/jcej.19we012 　

ISSN：0021-9592
Methane clathrate hydrate dissociation analyzed with Raman spectroscopy and a thermodynamic mass transfer model considering cage occupancy 査読有り

Hiroyuki Komatsu, Takuya Sasagawa, Shinichiro Yamamoto, Yuya Hiraga, Masaki Ota, Takao Tsukada, Richard, L. Smith

Fluid Phase Equilibria　489　41-47　2019年6月15日

DOI： 10.1016/j.fluid.2019.02.004 　

ISSN：0378-3812

eISSN：1879-0224
ISS での複合液滴振動法による溶融スラグ／溶融鉄界面張力測定条件の数値的評価査読有り

庄司衛太, 高橋龍司, 伊藤那央人, 久保正樹, 塚田隆夫, 渡邉匡人

International Journal of Microgravity Science and Application　36　(2)　360200　2019年4月
Flow visualization of heavy oil in a packed bed using real-time neutron radiography 査読有り

SHOJI Eita, YAMAGIWA Koshiro, KUBO Masaki, TSUKADA Takao, TAKAMI Seiichi, SUGIMOTO Katsumi, ITO Daisuke, SAITO Yasushi, TERATANI Shogo

CHEMICAL ENGINEERING SCIENCE　Vol.196　425-432　2019年3月
出版者・発行元：
DOI： 10.1016/j.ces.2018.11.021 　

ISSN：0009-2509
Numerical simulations of dispersion and aggregation behavior of surface-modified nanoparticles under shear flow 査読有り

S.Usune, M.Kubo, T. Tsukada, O.Koike, R.Tatsumi, M.Fujita, S.Takami, T. Adschiri

Powder Technology　343　113-121　2019年2月

DOI： 10.1016/j.powtec.2018.10.057 　

ISSN：0032-5910

eISSN：1873-328X
Effects of vertical, horizontal and rotational magnetic fields on convection in an electromagnetically levitated droplet 査読有り

Feng L, Shi W.-Y, Shoji E, Kubo M, Tsukada T

International Journal of Heat and Mass Transfer　787-796　2019年

DOI： 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.10.101 　
Three-step phase-shifting imaging ellipsometry to measure nanofilm thickness profiles 査読有り

Eita Shoji, Atsuki Komiya, Junnosuke Okajima, Masaki Kubo, Takao Tsukada

Optics and Lasers in Engineering　112　145-150　2019年1月1日

DOI： 10.1016/j.optlaseng.2018.09.005 　

ISSN：0143-8166
Numerical Simulation of Dispersion and Aggregation Behavior of Surface-modified Nanoparticles in Organic Solvents 査読有り

S. Usune, M.Ando, M. Kubo, T. Tsukada, K. Sugioka, O.Koike, R.Tatsumi, M.Fujita, S.Takami, T.Adschiri

Journal of Chemial Engineering of Japan　51　(6)　492-500　2018年6月

DOI： 10.1252/jcej.17we197 　

ISSN：0021-9592
Study of SiGe Crystal Growth Interface Processed in Microgravity 査読有り

Y. Arai, K. Kinoshita, T. Tsukada, M. Kubo, K. Abe, S. Sumioka, S. Baba, Y. Inatomi

Crystal Growth and Design　18　(6)　3697-3703　2018年5月

DOI： 10.1021/acs.cgd.8b00544 　

ISSN：1528-7483

eISSN：1528-7505
Crack Formation in Polymer Nanocomposite Thin Films Containing Surface-Modified Nanoparticles during Solution Casting 査読有り

N. Kobayashi, S. Sakai, Y. Sasaki, M. Kubo, T. Tsukada, K.Sugioka, S.Takami, T. Adschiri

Journal of Chemical Engineering of Japan　51　(5)　460-468　2018年5月

DOI： 10.1252/jcej.17we323 　

ISSN：0021-9592
Effect of Surface Modifier of Nanoparticles on Dewetting Behaviors of Polymer Nanocomposite Thin Films 査読有り

T. Kato, Y. Liu, Y. Murai, M. Kubo, E. Shoji, T. Tsukada, S. Takami, T. Adschiri

Journal of Chemical Engineering of Japan　51　(3)　282-288　2018年3月

DOI： 10.1252/jcej.17we241 　

ISSN：0021-9592
Synthesis of poly(N-isopropylacrylamide-co-2-hydroxyethyl methacrylate) with low polydispersity using ultrasonic irradiation 査読有り

Kubo M, Sone T, Ohata M, Tsukada T

Ultrasonics Sonochemistry　49　310-315　2018年

DOI： 10.1016/j.ultsonch.2018.08.022 　
Thermal Conductivity Measurement of Molten Cu-Co Alloy Using an Electromagnetic Levitator Superimposed with a Static Magnetic Field 査読有り

Yuki Nakamura, Ryuji Takahashi, Eita Shoji, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Masahito Uchikoshi, Hiroyuki Fukuyama

Metallurgical and Materials Transactions B　48　(6)　3213-3218　2017年12月

DOI： 10.1007/s11663-017-1103-9 　

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9185
Normal Spectral Emissivity Measurement of Molten Cu–Co Alloy Using an Electromagnetic Levitator Superimposed with a Static Magnetic Field 査読有り

Shoya Ueno, Yuki Nakamura, Ken-Ichi Sugioka, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Masahito Uchikoshi, Hiroyuki Fukuyama

Int. J. Thermophys.　38　(2)　16　2017年2月

DOI： 10.1007/s10765-016-2136-z 　

ISSN：0195-928X

eISSN：1572-9567
Effects of temperature gradient in the growth of Si0.5Ge0.5 crystals by the traveling liquidus-zone method on board the International Space Station 査読有り

K. Kinoshita, Y. Arai, Y. Inatomi, T. Tsukada, H. Miyata, R. Tanaka

JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH　455　49-54　2016年12月

DOI： 10.1016/j.jcrysgro.2016.09.024 　

ISSN：0022-0248

eISSN：1873-5002
Relationship between size distribution of synthesized nanoparticles and flow and thermal fields in a flow-type reactor for supercritical hydrothermal synthesis 査読有り

Ken-ichi Sugioka, Kyohei Ozawa, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Seiichi Takami, Tadafumi Adschiri, Katsumi Sugimoto, Nobuyuki Takenaka, Yasushi Saito

JOURNAL OF SUPERCRITICAL FLUIDS　109　43-50　2016年3月

DOI： 10.1016/j.supflu.2015.11.008 　

ISSN：0896-8446

eISSN：1872-8162
Interfacial phenomena and thermophysical properties of molten steel and oxides

Masahito Watanabe, Kenta Onodera, Shoya Ueno, Takao Tsukada, Toshihiro Tanaka, Haruka Tamaru, Takehiko Ishikawa

Advances in Molten Slags, Fluxes, and Salts: Proceedings of the 10th International Conference on Molten Slags, Fluxes and Salts 2016　1245-1252　2016年
出版者・発行元： Springer International Publishing AG
DOI： 10.1007/978-3-319-48769-4_134 　
P01 感温性コポリマーの超音波合成における共重合組成および応答温度の制御

越村友幸, 曽根拓也, 久保正樹, 塚田隆夫

ソノケミストリー討論会講演論文集　25　33-34　2016年
出版者・発行元：日本ソノケミストリー学会
DOI： 10.20577/pamjss.25.0_33 　

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Poly (N-Isopropylacrylamide-co-2-hydroxyethyl methacrylate) (P(NIPAM-co-HEMA)) wassynthesized using ultrasonic irradiation in a mixed solvent of water and ethanol without chemical initiator. Theeffects of monomer molar ratio and ultrasonic intensity on time courses of molar fraction of NIPAM andresponsive temperature of synthesized polymers were investigated. In the early stage of the reaction, NIPAMfraction of copolymer was low, that is, the polymerization rate of HEMA is high. This is because the radicalstability of HEMA is higher than that of NIPAM. The relationship between conversion and molar fraction ofNIPAM did not depend on the ultrasound intensity. The lower the ratio of NIPAM, the lower the critical value(LCST) because HEMA is more hydrophobic than NIPAM. The higher polymerization rate resulted in the higherLCST. Those results suggested that the composition and responsive temperature of the copolymer can becontrolled by changing the irradiation time and the ultrasound intensity.
2-2-3 メタンハイドレートに関する複合解離反応モデルの構築

小野優太朗, 大田昌樹, 渡邉賢, 塚田隆夫, Smith Richard Lee Jr., 小松博幸

日本エネルギー学会大会講演要旨集　25　30-31　2016年
出版者・発行元：一般社団法人日本エネルギー学会
DOI： 10.20550/jietaikaiyoushi.25.0_30 　

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<p>In this work, a model that can be used in large-scale simulations was developed for studying the dissociation of methane hydrate. In the model, two mechanisms were assumed: (i) dissociation of methane hydrate as as a concentration driving force difference and (ii) decomposition of hydrate host cage of the methane hydrate according to a chemical potential driving force ignoring heat effects of the endothermic reaction. Experimental data of decomposition rates at 278 K, 4.39 MPa were correlated by the model assuming that (i) and (ii) occur in parallel using an effective rate constant of decomposition K as a fitting parameter. As a result, the rate constant of decomposition K was estimated to be 1.73 × 10^-9 at 278 K.</p>
Experimental and theoretical studies on compressive deformation characteristics of particle aggregates in water 査読有り

Masaki Kubo, Ryutaro Ishibashi, Ken-ichi Sugioka, Takao Tsukada, Osamu Koike, Masahiro Fujita

POWDER TECHNOLOGY　287　431-438　2016年1月

DOI： 10.1016/j.powtec.2015.10.010 　

ISSN：0032-5910

eISSN：1873-328X
重質油の減圧留分および残渣油の表面張力の測定および推算査読有り

武川湧一, 辻村将, 山際幸士郎, 久保正樹, 塚田隆夫, 寺谷彰悟

日本エネルギー学会誌　95　(12)　1142-1148　2016年
出版者・発行元：
DOI： 10.3775/jie.95.1142 　

ISSN：0916-8753
SiGe Crystal Growth by the Traveling Liquidus-Zone Method aboard the International Space Station 査読有り

Kyoichi KINOSHITA, Yasutomo ARAI, Yuko INATOMI, Takao TSUKADA, Hiroaki MIYATA, Ryota TANAKA, Keita ABE, Sara SUMIOKA, Masaki KUBO, Satoshi BABA

Int. J. Microgravity Sci. Appl.　33　(2)　330213　2016年
Effect of Static Magnetic Field on Recalescence and Surface Velocity Field in Electromagnetically Levitated Molten CuCo Droplet in Undercooled State 査読有り

Tsubasa Kitahara, Koki Tanada, Shoya Ueno, Ken-Ichi Sugioka, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Masahito Uchikoshi, Hiroyuki Fukuyama

METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS B-PROCESS METALLURGY AND MATERIALS PROCESSING SCIENCE　46　(6)　2706-2712　2015年12月

DOI： 10.1007/s11663-015-0441-8 　

ISSN：1073-5615

eISSN：1543-1916
Annealing-promoted unidirectional migration of organic-modified nanoparticles embedded two-dimensionally in polymer thin films 査読有り

Yang Liu, Takumi Kato, Masaki Kubo, Ken-Ichi Sugioka, Takao Tsukada, Seiichi Takami, Tadafumi Adschiri

JOURNAL OF APPLIED POLYMER SCIENCE　132　(45)　42760　2015年12月

DOI： 10.1002/app.42760 　

ISSN：0021-8995

eISSN：1097-4628
Development of a Global Model of Heat Transfer in the Czochralski Furnace Taking into Account Specular Reflection at the Crystal Surface 査読有り

Keita Abe, Yuta Nagato, Ken-ichi Sugioka, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Shigenao Maruyama

NUMERICAL HEAT TRANSFER PART A-APPLICATIONS　67　(12)　1311-1323　2015年6月

DOI： 10.1080/10407782.2014.965090 　

ISSN：1040-7782

eISSN：1521-0634
Compositional uniformity of a Si0.5Ge0.5 crystal grown on board the International Space Station 査読有り

K. Kinoshita, Y. Arai, Y. Inatomi, T. Tsukada, H. Miyata, R. Tanaka, J. Yoshikawa, T. Kihara, H. Tomioka, H. Shibayama, Y. Kubota, Y. Warashina, Y. Ishizuka, Y. Harada, S. Wada, T. Ito, N. Nagai, K. Abe, S. Sumioka, M. Takayanagi, S. Yoda

JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH　419　47-51　2015年6月

DOI： 10.1016/j.jcrysgro.2015.02.086 　

ISSN：0022-0248

eISSN：1873-5002
SiGe crystal growth aboard the international space station 査読有り

K. Kinoshita, Y. Arai, T. Tsukada, Y. Inatomi, H. Miyata, R. Tanaka

JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH　417　31-36　2015年5月

DOI： 10.1016/j.jcrysgro.2014.09.048 　

ISSN：0022-0248

eISSN：1873-5002
Direct numerical simulations of drag and lift forces acting on a spherical bubble near a plane wall 査読有り

Ken-ichi Sugioka, Takao Tsukada

INTERNATIONAL JOURNAL OF MULTIPHASE FLOW　71　32-37　2015年5月

DOI： 10.1016/j.ijmultiphaseflow.2014.12.001 　

ISSN：0301-9322

eISSN：1879-3533
A08 感温性コポリマーの超音波合成プロセスに関する反応速度解析(口頭発表)

久保正樹, 曽根拓也, 塚田隆夫

ソノケミストリー討論会講演論文集　24　17-18　2015年
出版者・発行元：日本ソノケミストリー学会
DOI： 10.20577/pamjss.24.0_17 　

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Poly (N-Isopropylacrylamide-co-2-hydroxyethyl methacrylate) (P(NIPAM-co-HEMA)) was synthesized using ultrasonic irradiation in a mixed solvent of water and ethanol without chemical initiator. Effect of ultrasonic intensity on time courses of conversion ratio, copolymer composition, number average molecular weight, and polydispersity of synthesized polymers was investigated in order to clarify the reaction mechanism of radical copolymerization of temperature-responsive polymer with low molecular weight distribution (i.e., low polydispersity). The reaction kinetic model for ultrasonic synthesis process of P(NIPAM-co-HEMA) was constructed with considering the cross-propagation reaction and cross-termination reaction in the radical copolymerization of NIPAM and HEMA. The experimental results showed that PNIPAM fraction of the copolymer in the early stage was lower than initial NIPAM fraction. Those results suggested that HEMA terminated radical was more stable than NIPAM terminated radical so that consumption rate of NIPAM was slower than that of HEMA. The calculated results supported that the cross propagation reaction between HEMA terminated radical and NIPAM monomer was much slower than that between NIPAM terminated radical and HEMA monomer.
Study on Interfacial Phenomena High Temperature Liquids by Electrostatic Levitation Furnace in ISS -Interfacial Tension between Molten Oxides and Molten Steel-

Watanabe Masahito, Tanaka Toshihiro, Tsukada Takao, Ishikawa Takehiko, Tamaru Haruka, Mizuno Akitoshi

INTERNATIONAL JOURNAL OF MICROGRAVITY SCIENCE AND APPLICATION　32　(1)　2015年

ISSN：0915-3616
In-situ neutron tomography on mixing behavior of supercritical water and room temperature water in a tubular flow reactor 査読有り

Seiichi Takami, Ken-ichi Sugioka, Kyohei Ozawa, Takao Tsukada, Tadafumi Adschiri, Katsumi Sugimoto, Nobuyuki Takenaka, Yasushi Saito

PROCEEDINGS OF THE 10TH WORLD CONFERENCE ON NEUTRON RADIOGRAPHY (WCNR-10)　69　564-569　2015年

DOI： 10.1016/j.phpro.2015.07.080 　

ISSN：1875-3892
国際宇宙ステーションでの液滴振動法による溶融スラグ／溶融鉄界面張力の測定に関する数値解析的検討査読有り

上野翔也, 久保正樹, 塚田隆夫, 杉岡健一, 渡邉匡人

International Journal of Microgravity Science and Application　32　320408　2015年
Numerical simulations of SiGe crystal growth by the traveling liquidus-zone method in a microgravity environment 査読有り

K. Abe, S. Sumioka, K. -I. Sugioka, M. Kubo, T. Tsukada, K. Kinoshita, Y. Arai, Y. Inatomi

JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH　402　71-77　2014年9月

DOI： 10.1016/j.jcrysgro.2014.05.007 　

ISSN：0022-0248

eISSN：1873-5002
Study on the Effect of Melt Convection on Phase Separation Structures in Undercooled CuCo Alloys Using an Electromagnetic Levitator Superimposed with a Static Magnetic Field 査読有り

Ken-ichi Sugioka, Takamitsu Inoue, Tsubasa Kitahara, Ryo Kurosawa, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Masahito Uchikoshi, Hiroyuki Fukuyama

METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS B-PROCESS METALLURGY AND MATERIALS PROCESSING SCIENCE　45　(4)　1439-1445　2014年8月

DOI： 10.1007/s11663-014-0052-9 　

ISSN：1073-5615

eISSN：1543-1916
Thermal Dewetting Behavior of Polystyrene Composite Thin Films with Organic-Modified Inorganic Nanoparticles 査読有り

Masaki Kubo, Yosuke Takahashi, Takeshi Fujii, Yang Liu, Ken-ichi Sugioka, Takao Tsukada, Kimitaka Minami, Tadafumi Adschiri

LANGMUIR　30　(29)　8956-8964　2014年7月

DOI： 10.1021/la502009x 　

ISSN：0743-7463
Neutron Radiography and Numerical Simulation of Mixing Behavior in a Reactor for Supercritical Hydrothermal Synthesis 査読有り

Ken-ichi Sugioka, Kyohei Ozawa, Takao Tsukada, Seiichi Takami, Tadafumi Adschiri, Katsumi Sugimoto, Nobuyuki Takenaka, Yasushi Saito

AICHE JOURNAL　60　(3)　1168-1175　2014年3月

DOI： 10.1002/aic.14313 　

ISSN：0001-1541

eISSN：1547-5905
Growth of a Si0.50Ge0.50 crystal by the traveling liquidus-zone (TLZ) method in microgravity 査読有り

K. Kinoshita, Y. Arai, Y. Inatomi, T. Tsukada, S. Adachi, H. Miyata, R. Tanaka, J. Yoshikawa, T. Kihara, H. Tomioka, H. Shibayama, Y. Kubota, Y. Warashina, Y. Sasaki, Y. Ishizuka, Y. Harada, S. Wada, C. Harada, T. Ito, M. Takayanagi, S. Yoda

JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH　388　12-16　2014年2月

DOI： 10.1016/j.jcrysgro.2013.11.020 　

ISSN：0022-0248

eISSN：1873-5002
P8 感温性コポリマーの超音波合成およびその特性評価(ポスターセッション)

曽根拓也, 久保正樹, 杉岡健一, 塚田隆夫

ソノケミストリー討論会講演論文集　23　45-46　2014年
出版者・発行元：日本ソノケミストリー学会
DOI： 10.20577/pamjss.23.0_45 　

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Poly (N-Isopropylacrylamide-co-2-hydroxyethyl methacrylate) (P(NIPAM-co-HEMA)) was synthesized using ultrasonic irradiation in a mixed solvent of water and ethanol without chemical initiator. Effect of monomer molar ratio on time courses of conversion to polymer, number average molecular weight, and polydispersity of synthesized polymers were investigated in order to determine the optimum conditions to synthesize the temperature-responsive polymer with low molecular weight distribution (i.e., low polydispersity). The higher the ratio of NIPAM to HEMA, the higher the polymerization rate because ethanol acts as a scavenger in radical polymerization. The higher ratio of NIPAM also resulted in faster polymer degradation. Copolymers with low polydispersity were obtained at any monomer molar ratio. The transmittance of aqueous solutions of copolymers synthesized with various monomer molar ratios decreased abruptly at a critical temperature which depends on the monomer molar ratio. The lower the ratio of NIPAM, the lower the critical value (LCST) because NIPAM is less hydrophobic than HEMA.
Concentration Dependence of Molar Volume of Binary Si Alloys in Liquid State 査読有り

Akitoshi Mizuno, Hiroya Kawauchi, Mitsuhiro Tanno, Kentaro Murai, Hidekazu Kobatake, Hiroyuki Fukuyama, Takao Tsukada, Masahito Watanabe

ISIJ INTERNATIONAL　54　(9)　2120-2124　2014年

DOI： 10.2355/isijinternational.54.2120 　

ISSN：0915-1559

eISSN：1347-5460
Densities and thermal conductivities of N-alkylpyridinium tetrafluoroborates at high pressure 査読有り

Daisuke Tomida, Satoshi Kenmochi, Kun Qiao, Takao Tsukada, Chiaki Yokoyama

FLUID PHASE EQUILIBRIA　340　31-36　2013年2月

DOI： 10.1016/j.fluid.2012.12.008 　

ISSN：0378-3812
P26 超音波を用いたポリ(N-イソプロピルアクリルアミド-co-メタクリル酸2-ヒドロキシエチル)の合成(ポスターセッション)

大畠雅裕, 久保正樹, 杉岡健一, 塚田隆夫

ソノケミストリー討論会講演論文集　22　73-74　2013年
出版者・発行元：日本ソノケミストリー学会
DOI： 10.20577/pamjss.22.0_73 　

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Poly (N-Isopropylacrylamide-co-2-hydroxyethyl methacrylate) (P(NIPAAm-co-HEMA)) was synthesized using ultrasonic irradiation without chemical initiator in the mixed solvent of water and ethanol. Effects of solvent composition, monomer molar ratio, and reaction temperature on time course of conversion to polymer, number average molecular weight, and polydispersity were investigated in order to synthesize the polymer with low molecular weight distribution (i.e., low polydispersity). Lower ethanol composition of solvent resulted in higher conversion to polymer, faster decrease of molecular weight, and lower polydispersity. Ethanol acts as a scavenger for radical polymerization, so that higher ethanol composition decreases the polymerization rate. Faster polymerization rate gives faster generation of polymer, and faster degradation of generated polymer, which resulted in faster decrease of molecular weight and lower polydispersity. Higher NIPAAm ratio resulted in higher polymerization rate, faster polymer degradation rate, and lower polydispersity. In the case of the homopolymer of PNIPAAm and PHEMA, PNIPAAm radical has lower reaction activity with ethanol than PHEMA radical, so that PNIPAAm polymerizes faster than PHEMA. Reaction temperature slightly affected the reaction rate. Temperature dependence of polymerization is positive but that of radical formation is negative, and the effect of those two factors might be almost same.
RADIATION HEAT TRANSFER ANALYSIS IN A SEMITRANSPARENT SINGLE CRYSTAL WITH SPECULAR SURFACES: APPLICATION OF REM2 査読有り

Keita Abe, Ken-ichi Sugioka, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Shigenao Maruyama

NUMERICAL HEAT TRANSFER PART A-APPLICATIONS　63　(1)　1-13　2013年

DOI： 10.1080/10407782.2012.725008 　

ISSN：1040-7782
Normal spectral emissivity measurement of molten copper using an electromagnetic levitator superimposed with a static magnetic field 査読有り

Ryo Kurosawa, Takamitsu Inoue, Yuya Baba, Ken-ichi Sugioka, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Hiroyuki Fukuyama

MEASUREMENT SCIENCE AND TECHNOLOGY　24　(1)　015603　2013年1月

DOI： 10.1088/0957-0233/24/1/015603 　

ISSN：0957-0233

eISSN：1361-6501
Application of neutron radiography to flow visualization in supercritical water 査読有り

N. Takenaka, K. Sugimoto, S. Takami, K. Sugioka, T. Tsukada, T. Adschiri, Y. Saito

7TH INTERNATIONAL TOPICAL MEETING ON NEUTRON RADIOGRAPHY (ITMNR-7)　43　264-268　2013年

DOI： 10.1016/j.phpro.2013.03.030 　

ISSN：1875-3892
Viscosity and Thermal Conductivity of 1-Hexyl-3-methylimidazolium Tetrafluoroborate and 1-Octyl-3-methylimidazolium Tetrafluoroborate at Pressures up to 20 MPa 査読有り

Daisuke Tomida, Satoshi Kenmochi, Takao Tsukada, Kun Qiao, Quanxi Bao, Chiaki Yokoyama

International Journal of Thermophysics　33　959-969　2012年6月

DOI： 10.1007/s10765-012-1233-x 　

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7109
Thermal conductivity measurement of molten copper using an electromagnetic levitator superimposed with a static magnetic field 査読有り

Yuya Baba, Takamitsu Inoue, Ken-ichi Sugioka, Hidekazu Kobatake, Hiroyuki Fukuyama, Masaki Kubo, Takao Tsukada

MEASUREMENT SCIENCE AND TECHNOLOGY　23　(4)　045103　2012年4月

DOI： 10.1088/0957-0233/23/4/045103 　

ISSN：0957-0233

eISSN：1361-6501
Neutron radiography on tubular flow reactor for hydrothermal synthesis: In situ monitoring of mixing behavior of supercritical water and room-temperature water 査読有り

Seiichi Takami, Ken-ichi Sugioka, Takao Tsukada, Tadafumi Adschiri, Katsumi Sugimoto, Nobuyuki Takenaka, Yasushi Saito

JOURNAL OF SUPERCRITICAL FLUIDS　63　46-51　2012年3月

DOI： 10.1016/j.supflu.2011.11.010 　

ISSN：0896-8446

eISSN：1872-8162
Noncontact Laser Modulation Calorimetry for High-Purity Liquid Iron 査読有り

Kazutoshi Sugie, Hidekazu Kobatake, Masahito Uchikoshi, Minoru Isshiki, Ken-ichi Sugioka, Takao Tsukada, Hiroyuki Fukuyama

JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　50　(11)　11RD04　2011年11月

DOI： 10.1143/JJAP.50.11RD04 　

ISSN：0021-4922
Relationship between Applied Static Magnetic Field Strength and Thermal Conductivity Values of Molten Materials Measured Using the EML Technique 査読有り

Yuya Baba, Ken-ichi Sugioka, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Kazutoshi Sugie, Hidekazu Kobatake, Hiroyuki Fukuyama

JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN　44　(5)　321-327　2011年

DOI： 10.1252/jcej.11we035 　

ISSN：0021-9592
Development of Thermophysical Property Measurement for Liquid Fe Using Noncontact Laser Modulation Calorimetry 査読有り

Kazutoshi Sugie, Hidekazu Kobatake, Hiroyuki Fukuyama, Yuya Baba, Ken-ichi Sugioka, Takao Tsukada

TETSU TO HAGANE-JOURNAL OF THE IRON AND STEEL INSTITUTE OF JAPAN　96　(12)　673-682　2010年12月

ISSN：0021-1575
Thermal Conductivities of Imidazolium-Based Ionic Liquid + CO2 Mixtures 査読有り

D. Tomida, S. Kenmochi, T. Tsukada, K. Qiao, C. Yokoyama

INTERNATIONAL JOURNAL OF THERMOPHYSICS　31　(10)　1888-1895　2010年10月

DOI： 10.1007/s10765-008-0506-x 　

ISSN：0195-928X
Effect of static magnetic field on thermal conductivity measurement of a molten Si droplet by an EML technique: Comparison between numerical and experimental results 査読有り

Ken-ichi Sugioka, Takao Tsukada, Hiroyuki Fukuyama, Hidekazu Kobatake, Satoshi Awaji

INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND MASS TRANSFER　53　(19-20)　4228-4232　2010年9月

DOI： 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2010.05.045 　

ISSN：0017-9310
Global analysis of heat transfer in CZ crystal growth of oxide taking into account three-dimensional unsteady melt convection: Investigation of the coupling method between 2D and 3D models 査読有り

T. Tsukada, K. -I. Sugioka, C. J. Jing, M. Kobayashi

JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH　312　(7)　997-1004　2010年3月

DOI： 10.1016/j.jcrysgro.2009.12.072 　

ISSN：0022-0248
Numerical simulation of GaN single-crystal growth process in ammonothermal autoclave - Effects of baffle shape 査読有り

Y. Masuda, A. Suzuki, Y. Mikawa, Y. Kagamitani, T. Ishiguro, C. Yokoyama, T. Tsukada

INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND MASS TRANSFER　53　(5-6)　940-943　2010年2月

DOI： 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2009.11.027 　

ISSN：0017-9310
静磁場による電磁浮遊炉内の溶融液滴内対流の層流遷移

杉岡健一, 塚田隆夫, 小畠秀和, 奮博之

化学工学会研究発表講演要旨集　2010　523-523　2010年
出版者・発行元：公益社団法人化学工学会
DOI： 10.11491/scej.2010f.0.523.0 　
Noncontact modulated laser calorimetry in a dc magnetic field for stable and supercooled liquid silicon 査読有り

H.Kobatake, H.Fukuyama, T.Tsukada, S.Awaji

Measurement Science & Technology　21　25901-1-25901-9　2010年

DOI： 10.1088/0957-0233/21/2/025901 　

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5785
Thermal Conductivities of Imidazolium-Based Ionic Liquid + CO2 Mixtures 査読有り

Hidekazu Kobatake, Hiroyuki Fukuyama, Takao Tsukada, Satoshi Awaji

Measurement Science and Technology　21　025901　2010年
非接触レーザー周期加熱カロリメトリー法による溶融Feの熱物性計測法の開発査読有り

杉江一寿, 小畠秀和, 福山博之, 馬場雄也, 杉岡健一, 塚田隆夫

鉄と鋼　96　(12)　673-682　2010年

DOI： 10.2355/tetsutohagane.96.673 　

ISSN：0021-1575
Effect of static magnetic field on a thermal conductivity measurement of a molten droplet using an electromagnetic levitation technique 査読有り

Takao Tsukada, Ken-ichi Sugioka, Tomoya Tsutsumino, Hiroyuki Fukuyama, Hidekazu Kobatake

INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND MASS TRANSFER　52　(21-22)　5152-5157　2009年10月

DOI： 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2009.04.020 　

ISSN：0017-9310
電磁浮遊炉内の溶融液滴内対流に及ぼす静磁場印加効果

杉岡健一, 塚田隆夫, 小畠秀和, 奮博之

化学工学会研究発表講演要旨集　2009　452-452　2009年
出版者・発行元：公益社団法人化学工学会
DOI： 10.11491/scej.2009.0.452.0 　
一様な脈動流中の球形粒子に働く抗力の評価

杉岡健一, 見上信, 塚田隆夫, 小森悟

化学工学会研究発表講演要旨集　2009　134-134　2009年
出版者・発行元：公益社団法人化学工学会
DOI： 10.11491/scej.2009.0.134.0 　
酸化物CZ炉総合熱解析 -2D及び3Dモデルの統合法の検討

塚田隆夫, 杉岡健一, 小林正樹, 敬成君

化学工学会研究発表講演要旨集　2009　536-536　2009年
出版者・発行元：公益社団法人化学工学会
DOI： 10.11491/scej.2009f.0.536.0 　
Numerical Simulation of Natural Convection Heat Transfer in a ZnO Single-Crystal Growth Hydrothermal Autoclave – Effects of Fluid Properties 査読有り

Y. Masuda, A. Suzuki, Y. Mikawa, C. Yokoyama, T. Tsukada

Journal of Crystal Growth　311　(3)　675-679　2009年1月

DOI： 10.1016/j.jcrysgro.2008.09.068 　

ISSN：0022-0248
流れ方向の変動を伴う一様流中の球形固体粒子に働く流体力の評価査読有り

杉岡健一, 見上信, 塚田隆夫, 小森悟

日本機械学会論文集　75　(759)　2128-2134　2009年
出版者・発行元：
DOI： 10.1299/kikaib.75.759_2128 　

ISSN：0387-5016
Noncontact Modulated Laser Calorimetry for Liquid Austenitic Stainless Steel in dc Magnetic Field 査読有り

Hiroyuki Fukuyama, Kakeru Takahashi, Shoji Sakashita, Hidekazu Kobatake, Takao Tsukada, Satoshi Awaji

ISIJ INTERNATIONAL　49　(9)　1436-1442　2009年

DOI： 10.2355/isijinternational.49.1436 　

ISSN：0915-1559
Thermophysical Properties of Molten Silicon 査読有り

Taketoshi Hibiya, Hiroyuki Fukuyama, Takao Tsukada, Masahito Watanabe

Crystal Growth Technology: From Fundamentals and Simulation to Large-scale Production　103-136　2008年11月25日
出版者・発行元： Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA
DOI： 10.1002/9783527623440.ch4 　
Noncontact modulated laser calorimetry of liquid silicon in a static magnetic field 査読有り

Hidekazu Kobatake, Hiroyuki Fukuyama, Lzuru Minato, Takao Tsukada, Satoshi Awaji

JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　104　(5)　054901　2008年9月

DOI： 10.1063/1.2966455 　

ISSN：0021-8979
静磁場印加電磁浮遊法による高温融体の熱伝導率測定に及ぼす対流の影響

杉岡健一, 堤之朋也, 塚田隆夫, 小畠秀和, 奮博之

化学工学会研究発表講演要旨集　2008　691-691　2008年
出版者・発行元：公益社団法人化学工学会
DOI： 10.11491/scej.2008f.0.691.0 　
温度・濃度勾配共存下での相分離挙動に関する数値シミュレーション

小野木大介, 杉岡健一, 塚田隆夫, 小林正樹

化学工学会研究発表講演要旨集　2008　443-443　2008年
出版者・発行元：公益社団法人化学工学会
DOI： 10.11491/scej.2008.0.443.0 　
Numerical Simulation of Hydrothermal Autoclave for Single-Crystal Growth Process 査読有り

Yoshio Masuda, Akira Suzuki, Yutaka Mikawa, Valery Chani, Chiaki Yokoyama, Takao Tsukada

JOURNAL OF THERMAL SCIENCE AND TECHNOLOGY　3　(3)　540-551　2008年

DOI： 10.1299/jtst.3.540 　

ISSN：1880-5566
Global analysis of heat transfer in CZ crystal growth of oxide taking into account three-dimensional unsteady melt convection: Effect of meniscus shape 査読有り

C. J. Jing, S. Ihara, K. -I. Sugioka, T. Tsukada, M. Kobayashi

JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH　310　(1)　204-213　2008年1月

DOI： 10.1016/j.jcrysgro.2007.10.001 　

ISSN：0022-0248
Thermophysical Property Measurement of Molten Semiconductors: Preparatory Work for SEMITHERM Program 査読有り

Taketoshi Hibiya, M. Watanabe, S. Ozawa, T. Tsukada

HIGH TEMPERATURE MATERIALS AND PROCESSES　27　(6)　449-460　2008年

ISSN：0334-6455

eISSN：2191-0324
Global analysis of heat transfer considering three-dimensional IN unsteady melt flow in CZ crystal growth of oxide 査読有り

C. J. Jing, S. Hara, K.-I Sugioka, T. Tsukada, M. Kobayashi, M. Mito, C. Yokoyama

JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH　307　(1)　235-244　2007年9月

DOI： 10.1016/j.jcrysgro.2007.06.012 　

ISSN：0022-0248
Thermal Conductivities of [bmim][PF6], [hmim][PF6], and [omim][PF6] from 294 to 335 K at Pressures up to 20 MPa 査読有り

D. Tomida, S. Kenmochi, T. Tsukada, K. Qiao, C. Yokoyama

INTERNATIONAL JOURNAL OF THERMOPHYSICS　28　(4)　1147-1160　2007年8月

DOI： 10.1007/s10765-007-0241-8 　

ISSN：0195-928X
Determination of thermal conductivity and emissivity of electromagnetically levitated high-temperature droplet based on the periodic laser-heating method: Theory 査読有り

Takao Tsukada, Hiroyuki Fukuyama, Hidekazu Kobatake

INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND MASS TRANSFER　50　(15-16)　3054-3061　2007年7月

DOI： 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2006.12.026 　

ISSN：0017-9310
Development of modulated laser calorimetry using a solid platinum sphere as a reference 査読有り

Hiroyuki Fukuyama, Hidekazu Kobatake, Kakeru Takahashi, Izuru Minato, Takao Tsukada, Satoshi Awaji

MEASUREMENT SCIENCE AND TECHNOLOGY　18　(7)　2059-2066　2007年7月

DOI： 10.1088/0957-0233/18/7/036 　

ISSN：0957-0233

eISSN：1361-6501
A global analysis of heat transfer in the CZ crystal growth of oxide: Recent developments in the model 査読有り

Takao Tsukada, Masaki Kobayashi, Chengjun Jing

JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH　303　(1)　150-155　2007年5月

DOI： 10.1016/j.jcrysgro.2006.11.344 　

ISSN：0022-0248
Noncontact measurement of thermal conductivity of liquid silicon in a static magnetic field 査読有り

Hidekazu Kobatake, Hiroyuki Fukuyama, Izuru Minato, Takao Tsukada, Satoshi Awaji

APPLIED PHYSICS LETTERS　90　(9)　094102　2007年2月

DOI： 10.1063/1.2710220 　

ISSN：0003-6951

eISSN：1077-3118
3次元非定常融液対流を考慮した酸化物単結晶CZ炉の総合熱解析

敬成君, 猪原俊介, 杉岡健一, 塚田隆夫, 小林正樹

化学工学会研究発表講演要旨集　2007　305-305　2007年
出版者・発行元：公益社団法人化学工学会
DOI： 10.11491/scej.2007.0.305.0 　
超臨界水を用いたバルク単結晶育成時の炉内流動解析

増田善雄, 鈴木明, 横山千昭, 三川豊, 塚田隆夫

化学工学会研究発表講演要旨集　2007　306-306　2007年
出版者・発行元：公益社団法人化学工学会
DOI： 10.11491/scej.2007.0.306.0 　
微粒子凝集体固有の圧縮変形特性の測定

猪口剛, 杉岡健一, 塚田隆夫, 菊地洋介, 横山千昭

化学工学会研究発表講演要旨集　2007　243-243　2007年
出版者・発行元：公益社団法人化学工学会
DOI： 10.11491/scej.2007.0.243.0 　
水熱合成法によるバルク単結晶育成時のオートクレーブの熱解析査読有り

増田善雄, 鈴木明, 三上豊, Valery Chani, 横山千昭, 塚田隆夫

Thermal Science & Engineering　15　(4)　189-196　2007年
出版者・発行元：社団法人日本伝熱学会
DOI： 10.11368/tse.15.189 　

ISSN：0918-9963

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Numerical simulation about the hydrothermal process of two inches bulk single crystal growth has been done. The autoclave is assumed to be axisymmetric. In the present research, the authors discuss the natural convection heat transfer when the shape of baffles is flat or funnel-shaped. When the funnel-shaped baffle is used, the amount of flowing between a raw material zone and a crystal growth zone increases significantly. However, temperature difference between the two zones does not become very small. Therefore the funnel-shaped baffle is effective in hydrothermal crystal growth process from the viewpoint of transport phenomena. It is found that the best angle of the baffle is about 20 degrees in our calculation. Similar results are provided when the porous model in the raw material zone is employed.
高圧下における1-buthyl-3- methylimidazolium tetrafluoroborateの熱伝導率測定査読有り

冨田大輔, 剱持智, 塚田隆夫, 横山千昭

熱物性　20　173-178　2006年

DOI： 10.2963/jjtp.20.173 　
Phase separation behavior in a binary mixture fluid layer subjected to vertical temperature and concentration gradients 査読有り

T Kinoshita, T Tsukada, M Hozawa, C Yokoyama, M Kobayashi

CHEMICAL ENGINEERING SCIENCE　60　(24)　6939-6946　2005年12月

DOI： 10.1016/j.ces.2005.06.017 　

ISSN：0009-2509

eISSN：1873-4405
Aggregation behavior of latex particles in shear flow confined between two parallel plates 査読有り

Y Kikuchi, H Yamada, H Kunimori, T Tsukada, M Hozawa, C Yokoyama, M Kubo

LANGMUIR　21　(8)　3273-3278　2005年4月

DOI： 10.1021/la048011j 　

ISSN：0743-7463
Sensitivity analyses of the thermophysical properties of silicon melt and crystal 査読有り

M Mito, T Tsukada, M Hozawa, C Yokoyama, YR Li, N Imaishi

MEASUREMENT SCIENCE AND TECHNOLOGY　16　(2)　457-466　2005年2月

DOI： 10.1088/0957-0233/16/2/018 　

ISSN：0957-0233

eISSN：1361-6501
Numerical Simulation of CZ Crystal Growth of Oxide 招待有り査読有り

T. Tsukada, M. Kobayashi, C.J. Jing, N. Imaishi

Fluid Dynamics and Materials Processing　1　45-62　2005年
Numerical simulation of the Czochralski growth process of oxide crystals with a relatively thin optical thickness 査読有り

A Hayashi, M Kobayashi, C Jing, T Tsukada, M Hozawa

INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND MASS TRANSFER　47　(25)　5501-5509　2004年12月

DOI： 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2004.06.036 　

ISSN：0017-9310
Oxygen-transport phenomena in a small silicon Czochralski furnace 査読有り

YR Li, MW Li, N Imaishi, Y Akiyama, T Tsukada

JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH　267　(3-4)　466-474　2004年7月

DOI： 10.1016/j.jcrysgro.2004.04.049 　

ISSN：0022-0248
Phase-separation behavior in a binary mixture fluid layer subjected to a vertical temperature gradient 査読有り

Y Seki, T Okabe, Y Oshida, M Kobayashi, T Tsukada, M Hozawa, M Kubo

CHEMICAL ENGINEERING SCIENCE　59　(13)　2685-2693　2004年7月

DOI： 10.1016/j.ces.2004.04.008 　

ISSN：0009-2509
Numerical studies of wave pattern in an oxide melt in the Czochralski crystal growth 査読有り

CJ Jing, T Tsukada, M Hozawa, K Shimamura, N Ichinose, T Shishido

JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH　265　(3-4)　505-517　2004年5月

DOI： 10.1016/j.jcrysgro.2004.02.078 　

ISSN：0022-0248
Effects of temperature coefficient of surface tension on oxygen transport in a small silicon Cz furnace 査読有り

YR Li, N Imaishi, Y Akiyama, L Peng, SY Wu, T Tsukada

JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH　266　(1-3)　48-53　2004年5月

DOI： 10.1016/j.jcrysgro.2004.02.085 　

ISSN：0022-0248
Electrohydrodynamic effect on phase separation morphology in polymer blend films 査読有り

T Kikuchi, M Kudo, C Jing, T Tsukada, M Hozawa

LANGMUIR　20　(4)　1234-1238　2004年2月

DOI： 10.1021/la0302100 　

ISSN：0743-7463
Sensitivity analyses of the thermophysical properties of silicon melt and crystal 査読有り

Mitsumasa Mito, Takao Tsukada, Mitsnori Hozawa, Chiaki Yokoyama, You-Rong Li, Nobuyuki Imaishi

Meas.Sci.Technol.　15　1-10　2004年1月
Effect of internal radiative heat transfer on spoke pattern on oxide melt surface in Czochralski crystal growth 査読有り

CJ Jing, A Hayashi, M Kobayashi, T Tsukada, M Hozawa, N Imaishi, K Shimamura, N Ichinose

JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH　259　(4)　367-373　2003年12月

DOI： 10.1016/j.jcrysgro.2003.07.033 　

ISSN：0022-0248
Global analysis of a small Czochralski furnace with rotating crystal and crucible 査読有り

YR Li, Y Akiyama, N Imaishi, T Tsukada

JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH　255　(1-2)　81-92　2003年7月

DOI： 10.1016/S0022-0248(03)01239-9 　

ISSN：0022-0248
Full finite element analyses for leveling of a polymer/solvent film accompanying with drying shrinkage 査読有り

Takayuki Komoda, Tetsuya Yokoyama, Masaki Kobayashi, Chengjun Jing, Takao Tsukada, Mitsunori Hozawa

Journal of Chemical Engineering of Japan　36　(6)　668-675　2003年6月

DOI： 10.1252/jcej.36.668 　

ISSN：0021-9592
Effect of RF coil position on spoke pattern on oxide melt surface in Czochralski crystal growth 査読有り

CJ Jing, M Kobayashi, T Tsukada, M Hozawa, T Fukuda, N Imaishi, K Shimamura, N Ichinose

JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH　252　(4)　550-559　2003年5月

DOI： 10.1016/S0022-0248(03)00942-4 　

ISSN：0022-0248
Effect of wetting of melt against die surface on the edge-defined film-fed growth of oxide crystals 査読有り

M Kobayashi, T Tsukada, M Hozawa

JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH　249　(1-2)　230-239　2003年2月

DOI： 10.1016/S0022-0248(02)02105-X 　

ISSN：0022-0248
Effect of feed solution dilution on the extraction rate of gallium from the leaching solution of a zinc refinery residue using a liquid surfactant membrane 査読有り

M Sato, A Shono, T Tsukada, M Hozawa

SOLVENT EXTRACTION RESEARCH AND DEVELOPMENT-JAPAN　10　37-50　2003年

ISSN：1341-7215
Effect of internal radiation on thermal stress fields in CZ oxide crystals 査読有り

M Kobayashi, T Tsukada, M Hozawa

JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH　241　(1-2)　241-248　2002年5月

DOI： 10.1016/S0022-0248(02)01241-1 　

ISSN：0022-0248
Oscillatory double-diffusive convection in a porous enclosure due to opposing heat and mass fluxes on the vertical walls 査読有り

Y Masuda, M Yoneya, T Ikeshoji, S Kimura, F Alavyoon, T Tsukada, M Hozawa

INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND MASS TRANSFER　45　(6)　1365-1369　2002年3月

DOI： 10.1016/S0017-9310(01)00237-X 　

ISSN：0017-9310
Numerical analysis for photothermal poling process of nonlinear optical polymer film 査読有り

H Kobayashi, M Kubo, T Tsukada, M Hozawa

INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND MASS TRANSFER　45　(4)　865-875　2002年2月

DOI： 10.1016/S0017-9310(01)00156-9 　

ISSN：0017-9310
Effect of internal radiative heat transfer on interface inversion in Czochralski crystal growth of oxides 査読有り

M Kobayashi, T Hagino, T Tsukada, M Hozawa

JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH　235　(1-4)　258-270　2002年2月

DOI： 10.1016/S0022-0248(01)01786-9 　

ISSN：0022-0248
Global simulation of a silicon Czochralski furnace 査読有り

MW Li, YR Li, N Imaishi, T Tsukada

JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH　234　(1)　32-46　2002年1月

DOI： 10.1016/S0022-0248(01)01634-7 　

ISSN：0022-0248
Numerical Analysis for Manufacturing Process of Waveguides with Grating Patterns on NLO Polymer Film by Photoassisted Electrical Poling 査読有り

HIROAKI KOBAYASHI, TAKAO TSUKADA AND MITSUNORI HOZAWA

Nonlinear Optics　28　(4)　307-327　2001年12月
F209 酸化物単結晶内熱応力に及ぼす融液内対流及び内部輻射伝熱の影響(オーガナイズドセッション17 : 材料およびデバイス製造の熱工学)

小林正樹, 塚田隆夫, 宝沢光紀

熱工学講演会講演論文集　2001　575-576　2001年
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/jsmeptec.2001.0_575 　

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A three-dimensional finite element analysis of thermal stress fields in oxide crystals grown by the CZ method have been carried out, where the crystal was assumed to be a linear elastic material whose mechanical properties are anisotropic. The von Mises equivalent stresses in the semitransparent crystals were calculated with the temperature distributions obtained by the global heat transfer analysis in the CZ furnace taking into account the radiative heat transfer in the crystal The effect of the absorption coefficients of the crystal on the thermal stress fields in the crystal were numerically investigated as well as the effect of the interface inversion
Nonlinear oscillations of molten silicon drops in electromagnetic levitator 査読有り

Y Asakuma, T Hirata, T Tsukada, M Hozawa, K Nogi, N Imaishi

JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN　33　(6)　861-868　2000年12月

DOI： 10.1252/jcej.33.861 　

ISSN：0021-9592
Measurement of thermal diffusivity of nonlinear optical polymer thin films using photoacoustic method 査読有り

H Kobayashi, K Yoshida, M Kubo, T Tsukada, M Hozawa, M Sato

JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN　33　(6)　918-922　2000年12月

DOI： 10.1252/jcej.33.918 　

ISSN：0021-9592
Equilibrium shape of a molten silicon drop in an electromagnetic levitator in microgravity environment 査読有り

Y Asakuma, SH Hahn, Y Sakai, T Tsukada, M Hozawa, T Matsumoto, H Fujii, K Nogi, N Imaishi

METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS B-PROCESS METALLURGY AND MATERIALS PROCESSING SCIENCE　31　(2)　327-329　2000年4月

ISSN：1073-5615
Development of probe for thermal conductivity measurement of food materials under heated and pressurized conditions 査読有り

M Shariaty-Niassar, M Hozawa, T Tsukada

JOURNAL OF FOOD ENGINEERING　43　(3)　133-139　2000年2月

DOI： 10.1016/S0260-8774(99)00141-7 　

ISSN：0260-8774
Finite element analysis of electrohydrodynamic time-dependent deformation of dielectric drop under uniform DC electric field 査読有り

T Hirata, T Kikuchi, T Tsukada, M Hozawa

JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN　33　(1)　160-167　2000年2月

DOI： 10.1252/jcej.33.160 　

ISSN：0021-9592
Effect of internal radiative heat transfer on transition of flow modes in CZ oxide melt 査読有り

M Kobayashi, T Tsukada, M Hozawa

JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH　208　(1-4)　459-465　2000年1月

DOI： 10.1016/S0022-0248(99)00509-6 　

ISSN：0022-0248
Global heat transfer analysis in Czochralski silicon furnace with radiation on curved specular surfaces 査読有り

Z Guo, SH Hahn, S Maruyama, T Tsukada

HEAT AND MASS TRANSFER　35　(3)　185-190　1999年8月

DOI： 10.1007/s002310050312 　

ISSN：0042-9929
Global analysis of heat transfer in Si CZ furnace with specular and diffuse surfaces 査読有り

SH Hahn, T Tsukada, M Hozawa, S Maruyama, N Imaishi, S Kitagawa

JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH　191　(3)　413-420　1998年7月

DOI： 10.1016/S0022-0248(98)00213-9 　

ISSN：0022-0248
Effect of processing conditions on drop behavior in an electromagnetic levitator 査読有り

SH Hahn, Y Sakai, T Tsukada, M Hozawa, N Imaishi, S Kitagawa

METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS B-PROCESS METALLURGY AND MATERIALS PROCESSING SCIENCE　29　(1)　223-228　1998年2月

ISSN：1073-5615
Radiative heat transfer in curved specular surfaces in Czochralski crystal growth furnace 査読有り

ZX Guo, S Maruyama, T Tsukada

NUMERICAL HEAT TRANSFER PART A-APPLICATIONS　32　(6)　595-611　1997年11月

DOI： 10.1080/10407789708913908 　

ISSN：1040-7782

eISSN：1521-0634
Numerical and experimental studies on crack formation in LiNbO3 single crystal 査読有り

T Tsukada, K Kakinoki, M Hozawa, N Imaishi, K Shimamura

JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH　180　(3-4)　543-550　1997年10月

DOI： 10.1016/S0022-0248(97)00242-X 　

ISSN：0022-0248
Effect of internal radiative heat transfer on the convection in CZ oxide melt 査読有り

M Kobayashi, T Tsukada, M Hozawa

JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH　180　(1)　157-166　1997年9月

DOI： 10.1016/S0022-0248(97)00188-7 　

ISSN：0022-0248
Effect of coexisting aluminum on solvent extraction of gallium from mixed aqueous solutions with 2-bromodecanoic acid 査読有り

M Sato, T Tsukada, M Hozawa, A Shono

JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN　30　(2)　210-214　1997年4月

DOI： 10.1252/jcej.30.210 　

ISSN：0021-9592
Theoretical and experimental studies on the behavior of a compound drop under a uniform DC electric field 査読有り

T Tsukada, J Mayama, M Sato, M Hozawa

JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN　30　(2)　215-222　1997年4月

DOI： 10.1252/jcej.30.215 　

ISSN：0021-9592
Numerical simulation of heat transfer in floating zone single crystal growth process with radiofrequency induction heating 査読有り

Y Masuda, T Tsukada, M Hozawa, N Imaishi, N Ohnishi

INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND MASS TRANSFER　39　(14)　3035-3043　1996年9月

ISSN：0017-9310
Quantitative assessment for cracking in oxide bulk single crystals during Czochralski growth: Development of a computer program for thermal stress analysis 査読有り

N Miyazaki, H Uchida, T Tsukada, T Fukuda

JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH　162　(1-2)　83-88　1996年4月

DOI： 10.1016/0022-0248(95)00934-5 　

ISSN：0022-0248
Experimental and theoretical studies on drying of food materials 査読有り

K Buvanasundaram, N Mukai, T Tsukada, M Hozawa

JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN　29　(1)　105-111　1996年2月

DOI： 10.1252/jcej.29.105 　

ISSN：0021-9592
Effect of EHD convection on motion of a bubble under microgravity 査読有り

T Tsukada, Y Yamamoto, M Sato, M Hozawa

JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN　28　(6)　810-815　1995年12月

DOI： 10.1252/jcej.28.810 　

ISSN：0021-9592
EFFECT OF INTERNAL RADIATION WITHIN CRYSTAL AND MELT ON CZOCHRALSKI CRYSTAL-GROWTH OF OXIDE 査読有り

T TSUKADA, K KAKINOKI, M HOZAWA, N IMAISHI

INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND MASS TRANSFER　38　(15)　2707-2714　1995年10月

DOI： 10.1016/0017-9310(95)00077-M 　

ISSN：0017-9310
TRANSITION OF FLOW MODE IN A MODEL CZ MELT 査読有り

K KAKINOKI, M SUZUKI, T TSUKADA, M HOZAWA, N IMAISHI

JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN　27　(6)　790-794　1994年12月

DOI： 10.1252/jcej.27.790 　

ISSN：0021-9592
EFFECT OF AN ELECTRIC-FIELD ON THE BEHAVIOR OF A DROP MOVING IN A QUIESCENT LIQUID 査読有り

T TSUKADA, Y YAMAMOTO, T KATAYAMA, M HOZAWA

JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN　27　(5)　662-666　1994年10月

DOI： 10.1252/jcej.27.662 　

ISSN：0021-9592
GLOBAL ANALYSIS OF HEAT-TRANSFER IN CZ CRYSTAL-GROWTH OF OXIDE 査読有り

T TSUKADA, M HOZAWA, N IMAISHI

JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN　27　(1)　25-31　1994年2月

DOI： 10.1252/jcej.27.25 　

ISSN：0021-9592
THEORETICAL AND EXPERIMENTAL STUDIES OF CIRCULATIONS INSIDE AND OUTSIDE A DEFORMED DROP UNDER A UNIFORM ELECTRIC-FIELD 査読有り

T TSUKADA, T KATAYAMA, Y ITO, M HOZAWA

JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN　26　(6)　698-703　1993年12月

DOI： 10.1252/jcej.26.698 　

ISSN：0021-9592
酸化物バルク単結晶CZ育成過程に生じる割れの定量的評価（第１報, 熱応力解析プログラムの開発）査読有り

宮崎則幸, 内田仁, 塚田隆夫, 宗像健, 福田承生

日本機械学会論文集(A編)　59　(567)　2764-2769　1993年11月
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
DOI： 10.1299/kikaia.59.2764 　

ISSN：0387-5008

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A three-dimensional finite element computer program for thermal stress analysis was developed for the cracking of trigonal class 3 m oxide bulk single crystals such as lithium niobate (LN) and lithium tantalate (LT) during Czochralski growth. A tensor transformation technique was use to obtain the elastic constant matrix and the thermal expansion coefficient vector corresponding to an arbitrary pulling direction. The anisotropy of the elastic constants and the thermal expansion coefficients as well as their temperature dependence was considered in the program. Using this program, we analyzed thermal stress in LN bulk single crystals with three types of temperature profiles or crystal-melt interface shapes. The analyses were carried out for the pulling directions of both the a-axis [100] and the c-axis [001]. The results show that thermal stress is very sensitive to the crystal-melt interface shape, and that thermal stress is lower in the c-axis pulling than in the a-axis pulling. The relation between thermal stress and the cracking and quality of a bulk single crystal is also discussed.
A THEORETICAL-STUDY OF THE TEMPERATURE-FIELD IN A PANCAKE CVD REACTOR 査読有り

T TSUKADA, M HOZAWA, N IMAISHI

JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN　25　(6)　692-697　1992年12月

DOI： 10.1252/jcej.25.692 　

ISSN：0021-9592
HEAT AND MOISTURE WITH THERMODYNAMICALLY INTERACTIVE FLUXES AND VOLUMETRIC CHANGES .3. COMPUTER-SIMULATION 査読有り

T FURUTA, T TSUKADA, KI HAYAKAWA

TRANSACTIONS OF THE ASAE　35　(5)　1553-1557　1992年9月

ISSN：0001-2351
EFFECT OF A FUNNEL-SHAPED RADIATION SHIELD ON THE CHARACTERISTICS OF A SILICON CZ FURNACE 査読有り

K HONDA, N IMAISHI, T TSUKADA, M HOZAWA

JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN　25　(1)　84-89　1992年2月

DOI： 10.1252/jcej.25.84 　

ISSN：0021-9592
NUMERICAL STUDY OF THE CZOCHRALSKI GROWTH OF OXIDE SINGLE-CRYSTAL 査読有り

N IMAISHI, T TSUKADA, M HOZAWA, Y OKANO, A HIRATA

HEAT AND MASS TRANSFER IN MATERIALS PROCESSING　123-136　1992年
COMPUTERIZED MODEL FOR STRAIN-STRESS ANALYSIS OF FOOD UNDERGOING SIMULTANEOUS HEAT AND MASS-TRANSFER 査読有り

T TSUKADA, N SAKAI, K HAYAKAWA

JOURNAL OF FOOD SCIENCE　56　(5)　1438-1445　1991年9月

DOI： 10.1111/j.1365-2621.1991.tb04792.x 　

ISSN：0022-1147

eISSN：1750-3841
MARANGONI CONVECTION DURING STEAM ABSORPTION INTO AQUEOUS LIBR SOLUTION WITH SURFACTANT 査読有り

M HOZAWA, M INOUE, J SATO, T TSUKADA, N IMAISHI

JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN　24　(2)　209-214　1991年4月

DOI： 10.1252/jcej.24.209 　

ISSN：0021-9592
NUMERICAL STUDY ON CZOCHRALSKI GROWTH OF OXIDE SINGLE-CRYSTALS 査読有り

Y OKANO, T FUKUDA, A HIRATA, N TAKANO, T TSUKADA, M HOZAWA, N IMAISHI

JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH　109　(1-4)　94-98　1991年2月

ISSN：0022-0248
EFFECT OF INTERFACE INVERSION ON THERMAL-STRESS FIELD IN CZ CRYSTAL-GROWTH OF OXIDE 査読有り

T TSUKADA, M HOZAWA, N IMAISHI

JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN　23　(3)　286-290　1990年6月

DOI： 10.1252/jcej.23.286 　

ISSN：0021-9592
THEORETICAL AND EXPERIMENTAL STUDIES OF THE DEFORMATION OF BUBBLES MOVING IN QUIESCENT NEWTONIAN AND NON-NEWTONIAN LIQUIDS 査読有り

T TSUKADA, H MIKAMI, M HOZAWA, N IMAISHI

JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN　23　(2)　192-198　1990年4月

DOI： 10.1252/jcej.23.192 　

ISSN：0021-9592
Effect of a radiation shield on thermal stress field during czochralski crystal growtwkiwyh of silicon 査読有り

Takao Tsukada, Mttstjnort Hozawa, Nobuyuki Imaishi

JOURNAL of CHEMICAL ENGINEERING of JAPAN　23　(2)　186-191　1990年

DOI： 10.1252/jcej.23.186 　

ISSN：0021-9592
EFFECT OF A RADIATION SHIELD ON MELT CRYSTAL INTERFACE SHAPE AND PULL RATE OF SILICON CZ PULLER 査読有り

T TSUKADA, N IMAISHI, M HOZAWA

JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN　21　(4)　381-387　1988年8月

DOI： 10.1252/jcej.21.381 　

ISSN：0021-9592
THEORETICAL-STUDY OF THE FLOW AND TEMPERATURE-FIELDS IN CZ SINGLE-CRYSTAL GROWTH 査読有り

T TSUKADA, N IMAISHI, M HOZAWA

JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN　21　(2)　184-191　1988年4月

DOI： 10.1252/jcej.21.184 　

ISSN：0021-9592
EFFECT OF A RADIATION SHIELD ON SILICON CZ GROWTH 査読有り

T TSUKADA, N IMAISHI, M HOZAWA, K FUJINAWA

JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN　20　(2)　146-151　1987年4月

DOI： 10.1252/jcej.20.146 　

ISSN：0021-9592
A THEORETICAL AND EXPERIMENTAL-STUDY ON THE OSCILLATION OF A HANGING DROP 査読有り

T TSUKADA, M SATO, N IMAISHI, M HOZAWA, K FUJINAWA

JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN　20　(1)　88-93　1987年2月

DOI： 10.1252/jcej.20.88 　

ISSN：0021-9592
STATIC DROP FORMATION IN AN ELECTROSTATIC-FIELD 査読有り

T TSUKADA, M SATO, N IMAISHI, M HOZAWA, K FUJINAWA

JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN　19　(6)　537-542　1986年12月

DOI： 10.1252/jcej.19.537 　

ISSN：0021-9592
AN EXPERIMENTAL AND THEORETICAL-STUDY ON COMBINED EFFECT OF FREE AND FORCED CONVECTIONS ON MASS-TRANSFER BETWEEN 2 LIQUIDS 査読有り

M HOZAWA, T TSUKADA, T KONDO, N IMAISHI, K FUJINAWA

JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN　18　(4)　318-325　1985年

DOI： 10.1252/jcej.18.318 　

ISSN：0021-9592
COMPUTER-SIMULATIONS OF DEFORMATION OF MOVING DROPS AND BUBBLES BY USE OF THE FINITE-ELEMENT METHOD 査読有り

T TSUKADA, M HOZAWA, N IMAISHI, K FUJINAWA

JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN　17　(3)　246-251　1984年

DOI： 10.1252/jcej.17.246 　

ISSN：0021-9592
STATIC DROP FORMATION ON AN INCLINED FLAT-PLATE 査読有り

T TSUKADA, M HOZAWA, N IMAISHI, K FUJINAWA

JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN　15　(6)　421-426　1982年

DOI： 10.1252/jcej.15.421 　

ISSN：0021-9592
EFFECT OF WETTABILITY ON STATIC DROP FORMATION FROM A HOLE IN HORIZONTAL FLAT-PLATE 査読有り

M HOZAWA, T TSUKADA, N IMAISHI, K FUJINAWA

JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN　14　(5)　358-364　1981年

DOI： 10.1252/jcej.14.358 　

ISSN：0021-9592
NaOH水溶液による炭酸ガス吸収時の界面攪乱査読有り

今石宣之, 塚田隆夫, 藤縄勝彦

化学工学論文集　6　(4)　431-433　1980年7月

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MISC 171

接触線近傍ナノ液膜の観測に基づくナノフルイド液滴の超拡張濡れのメカニズム検討

庄司衛太, 星野瑛, 齋藤大河, 琵琶哲志, 久保正樹, 塚田隆夫, 笘居高明, 阿尻雅文

日本伝熱シンポジウム講演論文集(CD-ROM)　60th　2023年

ISSN： 1346-1532
ナノフルイド液滴蒸発時の動的濡れと堆積ナノ粒子層の光学測定

庄司衛太, 齋藤大河, 琵琶哲志, 久保正樹, 塚田隆夫, 笘居高明, 阿尻雅文

化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM)　87th　2022年
ナノフルイド液滴蒸発時の動的濡れと堆積ナノ粒子層の光学測定

庄司衛太, 齋藤大河, 琵琶哲志, 久保正樹, 塚田隆夫, 笘居高明, 阿尻雅文

化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM)　52nd　2021年
Neutron CT to Investigate Relationship between the Phase Separation Structures and Melt Convection during Solidification in Cu-Co Alloys

E. Shoji, S. Isogai, R. Suzuki, M. Kubo, T. Tsukada, T. Kai, T. Shinohara, Y. Matsumoto, H. Fukuyama

MLF Annual Report 2019　57-58　2021年
コンポジット薄膜のdewetting挙動に及ぼすナノ粒子の表面修飾鎖の影響

加藤巧, 劉洋, 村井優太, 久保正樹, 庄司衛太, 塚田隆夫, 高見誠一, 阿尻雅文

化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM)　85th　2020年
中性子ラジオグラフィを用いた超臨界水中の重質油流動の可視化

庄司衛太, 菊池隆寛, 山際幸士郎, 久保正樹, 塚田隆夫, 高見誠一, 杉本勝美, 伊藤大介, 齊藤泰司

化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM)　85th　2020年
表面修飾ナノ粒子デザインのための分散・凝集挙動に関する数値シミュレーション

久保正樹, 塚田隆夫

セラミックス　55　23-26　2020年
A study on nano-scale interfacial phenomena of surface-modified nanoparticle suspensiondy on nano-scale interfacial phenomena of surface-modified nanoparticle suspension

Eita Shoji, Masaki Kubo, Takao Tsukada, Atsuki Komiya, Gota Kikugawa

Proceedings of the 19th International Symposium on Advanced Fluid Information　174-175　2019年11月
中性子CTによるCu-Co合金の三次元相分離構造の観察および相分離構造-融体内対流の相関

庄司衛太, 磯谷祥世, 鈴木陸人, 久保正樹, 塚田隆夫, 甲斐哲也, 篠原武尚, 松本吉弘, TREMSIN Anton, 福山博之

化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM)　84th　2019年
溶媒蒸発に伴う表面修飾ナノ粒子系の構造形成に及ぼす溶媒と修飾鎖の影響の数値解析

薄根真, 高橋太郎, 久保正樹, 庄司衛太, 塚田隆夫, 小池修, 辰巳怜, 藤田昌大, 阿尻雅文

化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM)　84th　2019年
せん断流中における表面修飾ナノ粒子含有ナノフルイドのレオロジー特性の数値解析

豊田慎一郎, 薄根真, 久保正樹, 庄司衛太, 塚田隆夫, 小池修, 辰巳怜, 藤田昌大, 阿尻雅文

化学工学会大会(Web)　2019　2019年
高分子ナノコンポジット薄膜表面の相分離構造に及ぼす溶媒とナノ粒子の親和性の影響

小平修, 矢川省吾, 小林直登, 久保正樹, 庄司衛太, 塚田隆夫, 阿尻雅文

化学工学会大会(Web)　2019　2019年
高温材料プロセスのシミュレーションと熱物性

塚田隆夫

シミュレーション　38　117-119　2019年
中性子イメージングの高度化

齊藤泰司, 伊藤大介, 浅野等, 村川英樹, 杉本勝美, 塚田隆夫, 庄司衛太, 久保正樹, 梅川尚嗣, 松本亮介, 網健行, 山形豊, 森田晋也, 松嶋卯月, 沼尾達弥, 原田隆郎, 酒井卓郎, 松林征仁, 兼松学, 水田敬, 玉置昌義, 辻義之, 高見誠一

KURNS-EKR (Web)　(3)　55‐59 (WEB ONLY)　2019年1月

ISSN： 2434-1088
溶液キャスト法により作製した高分子ナノコンポジット薄膜中のナノ粒子の構造形成

小林直登, 中村優作, 久保正樹, 庄司衛太, 塚田隆夫, 阿尻雅文

化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM)　50th　2018年
溶媒蒸発に伴う表面修飾ナノ粒子の構造形成機構の数値解析

薄根真, 高橋太郎, 久保正樹, 庄司衛太, 塚田隆夫, 小池修, 辰巳怜, 藤田昌大, 阿尻雅文

日本伝熱シンポジウム講演論文集(CD-ROM)　55th　2018年

ISSN： 1346-1532
高濃度ナノ粒子分散液の溶媒蒸発に伴うナノ粒子系構造形成過程の数値解析

久保正樹, 薄根真, 高橋太郎, 庄司衛太, 塚田隆夫, 小池修, 辰巳怜, 藤田昌大, 阿尻雅文

日本セラミックス協会秋季シンポジウム講演予稿集(CD-ROM)　31st　2018年
中性子ラジオグラフィを用いた充填層反応器内の重質油の流動挙動の可視化

山際幸士郎, 庄司衛太, 久保正樹, 塚田隆夫, 高見誠一, 杉本勝美, 齊藤泰司, 伊藤大介

化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM)　83rd　2018年
充填層型反応器内の重質油流動挙動の中性子ラジオグラフィによるin situ観察

山際幸士郎, 磯谷祥世, 庄司衛太, 久保正樹, 塚田隆夫, 高見誠一, 杉本勝美, 齊藤泰司, 伊藤大介

石油・石油化学討論会講演要旨　48th　2018年
A Study on Flow Characteristics of Suspensions of Surface-modified Nanoparticles, Using Numerical Simulations

Shin Usune, Masaki Kubo, Eita Shoji, Atsuki Komiya, Takao Tsukada

Proceedings of the 18th International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI-2018)　CRF-85　2018年
A Study on Flow Characteristics of High Concentration Nanofluids Using a Coupled Particle-Fluid Flow Simulation

Shin Usune, Masaki Kubo, Eita Shoji, Atsuki Komiya, Takao Tsukada

Proceedings of the Seventeenth International Symposium on Advanced Fluid Information (AFI2017)　CRF-81　2017年11月1日
Analysis of Transport Phenomena at Methane Hydrate Particle-Fluid Interface with a Multiple Dissociation Model

Hiroyuki Komatsu, Yutaro Ono, Masaki Ota, Takao Tsukada, Richard, L. Smith Jr, Yuki Kanda, Junnosuke Okajima, Atsuki Komiya, Shigenao Maruyama

Proceedings of the 9th International Conference on Gas Hydrates　2017年6月25日

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A multiple dissociation model is proposed that considers transport phenomenon in the interface of MH at practical dissociation conditions. Two methane dissociative reaction are assumed as follows: (i) dissociation reaction of methane molecules without destroying the host cage of MH as a concentration driving force difference between MH and bulk phase, and (ii) decomposition reaction of the host cage of MH as a chemical potential driving force difference between hydrate and liquid phase. These reactions depend on dissociation conditions.
ナノコンポジット薄膜のクラック形態,高分子分子量及び薄膜構造の相関

小林直登, 中村優作, 久保正樹, 庄司衛太, 塚田隆夫, 阿尻雅文

化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM)　49th　2017年
溶媒蒸発に伴う表面修飾ナノ粒子の構造形成に関する数値シミュレーション

高橋太郎, 薄根真, 久保正樹, 庄司衛太, 塚田隆夫, 小池修, 辰巳怜, 藤田昌大, 阿尻雅文

化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM)　49th　2017年
Compositionally Uniform SiGe Crystal Growth aboard the International Space Station (1) Hicari project summary

Yasutomo Arai, Kyoichi Kinoshita, Yuko Inatomi, Takao Tsukada

INTERNATIONAL JOURNAL OF MICROGRAVITY SCIENCE AND APPLICATION　34　(1)　2017年

DOI： 10.15011//jasma.34.340112 　

ISSN： 0915-3616

eISSN： 2188-9783
Compositionally Uniform SiGe Crystal Growth aboard the International Space Station (2) Growth Experiments by the TLZ Method and Microgravity Effects

Kyoichi Kinoshita, Yasutomo Arai, Yuko Inatomi, Takao Tsukada

INTERNATIONAL JOURNAL OF MICROGRAVITY SCIENCE AND APPLICATION　34　(1)　2017年

DOI： 10.15011//jasma.34.340113 　

ISSN： 0915-3616

eISSN： 2188-9783
国際宇宙ステーションを利用した均一組成SiGe結晶の育成(1) Hicariプロジェクト総括

荒井康智, 木下恭一, 稲富裕光, 塚田隆夫

Int. J. Microgravity Sci. Appl.　34　340112　2017年
国際宇宙ステーションを利用した均一組成SiGe結晶の育成(2) Traveling Liquidus Zone (TLZ)法による育成実験と微小重力効果

木下恭一, 荒井康智, 稲富裕光, 塚田隆夫

Int. J. Microgravity Sci. Appl.　34　340113　2017年
高分子コンポジット薄膜の熱dewetting挙動に及ぼす薄膜表面ナノ粒子凝集構造の影響

加藤巧, 劉洋, 久保正樹, 塚田隆夫, 高見誠一, 阿尻雅文

化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM)　81st　2016年
数値シミュレーションによるナノフルイドの設計及びそのレオロジー特性評価

久保正樹, 薄根真, 塚田隆夫, 小池修, 藤田昌大, 阿尻雅文

日本セラミックス協会秋季シンポジウム講演予稿集(CD-ROM)　29th　2016年
熱アニーリングによる高分子ナノコンポジット薄膜の構造変化に及ぼす分子量の影響

村井優太, 劉洋, 久保正樹, 庄司衛太, 塚田隆夫, 高見誠一, 阿尻雅文

化学工学会大会(Web)　2016　2016年
有機修飾ナノ粒子を含むナノ流体の分散・凝集挙動ならびにレオロジー特性の数値シミュレーション

薄根真, 久保正樹, 塚田隆夫, 杉岡健一, 小池修, 藤田昌大, 阿尻雅文

日本伝熱シンポジウム講演論文集(CD-ROM)　53rd　2016年

ISSN： 1346-1532
高分子ナノコンポジット薄膜内の有機修飾ナノ粒子の空間構造に及ぼすthermal annealingの影響

LIU Yang, 加藤巧, 村井優太, 久保正樹, 塚田隆夫, 高見誠一, 阿尻雅文

日本伝熱シンポジウム講演論文集(CD-ROM)　53rd　2016年

ISSN： 1346-1532
中性子イメージングの高度化と応用

齊藤泰司, 伊藤大介, 竹中信幸, 浅野等, 塚田隆夫, 梅川尚嗣, 松本亮介, 山形豊, 松嶋卯月, 沼尾達弥, 香河英史, 飯倉寛, 兼松学, 水田敬, 瓜谷章, 辻義之

KURRI-EKR (Web)　(1)　2016年

ISSN： 2189-7107
ISS 静電浮遊炉を用いた高温融体界面現象の研究 -酸化物・鉄鋼融体の界面張力測定用試料作成-

渡邉匡人, 小野寺健太, 田中健大, 田口正二郎, 芹澤留依, 袴田信也, 中村藍莉, 後藤弘樹, 田中敏宏, 中本将嗣, 上野翔也, 塚田隆夫, 石川毅彦, 田丸晴香, Watanabe Masahito, Onodera Kenta, Tanaka Kenta, Taguchi Seijiro, Serizawa Rui, Hakamada Shinya, Nakamura Airi, Goto Hiroiki, Tanaka Toshihiro, Nakamoto Masashi, Ueno Shoya, Tsukada Takao, Ishikawa Takehiko, Tamaru Haruka

宇宙環境利用シンポジウム第30回：平成27年度 = Space Utilization Research, Vol. 30 2015: Proceedings of The Thirtieth Space Utilization Symposium　(30)　2016年1月
出版者・発行元：宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)

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第30回宇宙環境利用シンポジウム (2016年1月19日-20日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県著者人数: 14名資料番号: SA6000048025
Interfacial Phenomena and Thermophysical Properties of Molten Steel and Oxides – Fundamental Research of Steel Processing using Electrostatic Levitation Furnace (ELF)

Masahito WATANABE, Kenta ONODERA, Kenta TANAKA, Seijiro TAGUCHI, Rui SERIZAWA, Shinya HAKAMADA, Airi NAKAMURA, Akitoshi MIZUNO, Shoya UENO, Takao TSUKADA, Hiroki GOTOH, Toshihiro TANAKA, Haruka TAMARU, Takehiko ISHIKAWA

Int. J. Microgravity Sci. Appl.　33　(2)　330212　2016年
ナノ粒子/高分子コンポジット薄膜のthermal dewetting挙動に及ぼすナノ粒子空間構造の影響

加藤巧, LIU Yang, 久保正樹, 杉岡健一, 塚田隆夫, 高見誠一, 阿尻雅文

日本伝熱シンポジウム講演論文集(CD-ROM)　52nd　2015年

ISSN： 1346-1532
ナノ粒子/高分子コンポジット薄膜のクラック形成に及ぼす溶媒蒸発条件の影響

小林直登, 坂井慎次, 久保正樹, 杉岡健一, 塚田隆夫, 高見誠一, 阿尻雅文

化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM)　47th　2015年
高分子コンポジット薄膜中のナノ粒子分散・凝集構造と薄膜の熱dewetting挙動との相関

久保正樹, 加藤巧, 劉洋, 杉岡健一, 塚田隆夫, 高見誠一, 阿尻雅文

化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM)　80th　2015年
せん断流中における表面修飾無機ナノ粒子の分散・凝集挙動の数値シミュレーション

薄根真, 久保正樹, 杉岡健一, 塚田隆夫, 小池修, 藤田昌大, 阿尻雅文

化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM)　80th　2015年
<研究報告>コア・シェル型液滴の界面自由エネルギー

渡邉匡人, 小野寺健太, 水野章敏, 塚田隆夫, 上野翔也

学習院大学計算機センター年報　36　24-34　2015年1月1日

ISSN： 0913-4514
ISSにおけるTLZ法によるSiGe結晶成長時の偏析現象の数値シミュレーション

馬場嵯登史, 阿部敬太, 住岡沙羅, 久保正樹, 塚田隆夫, 木下恭一, 荒井康智, 稲富裕光

結晶成長国内会議予稿集(CD-ROM)　45th　2015年

ISSN： 0385-6275
微小重力下でTLZ法により育成したSiGe結晶分析

荒井康智, 木下恭一, 阿部敬太, 住岡沙羅, 久保正樹, 塚田隆夫, 馬場嵯登史, 稲富裕光

結晶成長国内会議予稿集(CD-ROM)　45th　2015年

ISSN： 0385-6275
微小重力下におけるTLZ法による均一組成SiGe結晶育成

木下恭一, 荒井康智, 稲富裕光, 塚田隆夫, 宮田浩旭, 田中涼太, 阿部敬太, 住岡沙羅, Kinoshita Kyoichi, Arai Yasutomo, Inatomi Yuko, Tsukada Takao, Miyata Hiroaki, Tanaka Ryota, Abe Keita, Sumioka Sara

宇宙環境利用シンポジウム第29回：平成26年度 = Space Utilization Research, Vol. 29 2014: Proceedings of The Twenty-ninth Space Utilization Symposium　(29)　42-43　2015年1月
出版者・発行元：宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)

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第29回宇宙環境利用シンポジウム (2015年1月24日-25日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000035020レポート番号: ISAS-SUR29-S15
バルク結晶成長機構研究チーム活動報告

早川泰弘, 稲富裕光, 岡野泰則, 新船幸二, Arivanandhan M., 小澤哲夫, 木下恭一, 荒井康智, 塚田隆夫, 久保正樹, 杉岡健一, Hayakawa Yasuhiro, Inatomi Yuko, Okano Yasunori, Arafune Kouji, Arivanandhan Mukannan, Ozawa Tetsuo, Kinosita Kyouichi, Arai Yasukoto, Tsukada Takao, Kubo Masaki, Sugioka Kenich

宇宙環境利用シンポジウム第29回：平成26年度 = Space Utilization Research, Vol. 29 2014: Proceedings of The Twenty-ninth Space Utilization Symposium　(29)　48-52　2015年1月
出版者・発行元：宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)

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第29回宇宙環境利用シンポジウム (2015年1月24日-25日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県著者人数: 11名資料番号: SA6000035022レポート番号: ISAS-SUR29-S17
高温融体の界面現象 -静電浮遊法を用いた鉄鋼精錬プロセスの基礎研究-

渡邉匡人, 小野寺健太, 水野章敏, 田中敏宏, 中本将嗣, 上野翔也, 塚田隆夫, 石川毅彦, 田丸晴香, Watanabe Masahito, Onodera Kenta, Mizuno Akitoshi, Tanaka Toshihiro, Nakamoto Masashi, Ueno Shoya, Tsukada Takao, Ishikawa Takehiko, Tamaru Haruka

宇宙環境利用シンポジウム第29回：平成26年度 = Space Utilization Research, Vol. 29 2014: Proceedings of The Twenty-ninth Space Utilization Symposium　(29)　129-132　2015年1月
出版者・発行元：宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)

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第29回宇宙環境利用シンポジウム (2015年1月24日-25日. 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所(JAXA)(ISAS)), 相模原市, 神奈川県資料番号: SA6000035051
ISS静電浮遊炉を用いた高温融体界面現象の研究－酸化物・鉄鋼融体の界面張力測定－

渡邉匡人, 田中敏宏, 塚田隆夫, 石川毅彦, 田丸晴香, 水野章敏

Int. J. Microgravity Sci. Appl.　32　320102　2015年
中性子ラジオグラフィーを用いた流通式反応装置内での超臨界水と室温水の混合場の観察

高見誠一, 塚田隆夫, 竹中信幸

化学工学　79　614-617　2015年
流通式超臨界水熱合成反応器内の熱流動場と生成ナノ粒子の粒径分布との相関

杉岡健一, 小澤恭兵, 高見誠一, 久保正樹, 塚田隆夫, 阿尻雅文, 杉本勝美, 竹中信幸

日本伝熱シンポジウム講演論文集(CD-ROM)　51st　2014年

ISSN： 1346-1532
有機修飾無機ナノ粒子の分散・凝集挙動に関する数値計算

久保正樹, 安藤宗弘, 杉岡健一, 塚田隆夫, 小池修, 藤田昌大, 高見誠一, 阿尻雅文

化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM)　79th　2014年
流通式超臨界水熱合成反応器内の熱流動場と生成ナノ粒子の粒径分布との相関

杉岡健一, 小澤恭兵, 高見誠一, 久保正樹, 塚田隆夫, 阿尻雅文, 竹中信幸

化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM)　79th　2014年
熱アニーリングによる高分子ナノコンポジット薄膜内2次元配列ナノ粒子の一方向移動

劉洋, 加藤巧, 久保正樹, 杉岡健一, 塚田隆夫, 高見誠一, 阿尻雅文

化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM)　46th　2014年
有機溶媒中における表面修飾無機ナノ粒子の分散・凝集挙動の数値シミュレーション

安藤宗弘, 久保正樹, 杉岡健一, 塚田隆夫, 小池修, 藤田昌大, 阿尻雅文

化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM)　79th　2014年
超臨界水熱法によるナノ粒子合成プロセスにおける熱流動場の可視化と解析-中性子ラジオグラフィと数値シミュレーションを利用して-

塚田隆夫, 高見誠一, 杉岡健一, 久保正樹, 阿尻雅文, 杉本勝美, 竹中信幸, 齊藤泰司

結晶成長国内会議予稿集(CD-ROM)　44th　2014年

ISSN： 2188-7268
微小重力下でのTLZ法によるSiGe結晶成長プロセスの数値解析並びに結晶内組成均一化条件の提案

阿部敬太, 住岡沙羅, 杉岡健一, 久保正樹, 塚田隆夫, 木下恭一, 荒井康智, 稲富裕光

日本伝熱シンポジウム講演論文集(CD-ROM)　51st　2014年

ISSN： 1346-1532
微小重力下でTLZ法により成長したSiGe結晶の詳細な軸方向・径方向組成分布計測

荒井康智, 木下恭一, 稲富裕光, 塚田隆夫, 阿部敬太, 住岡沙羅

結晶成長国内会議予稿集(CD-ROM)　44th　2014年

ISSN： 0385-6275
微小重力下でTLZ法により成長したSiGe結晶の軸方向・径方向組成分布の数値シミュレーション

住岡沙羅, 阿部敬太, 杉岡健一, 久保正樹, 塚田隆夫, 木下恭一, 荒井泰智, 稲富裕光

結晶成長国内会議予稿集(CD-ROM)　44th　2014年

ISSN： 0385-6275
TLZ法による微小重力下SiGe結晶成長実験

木下恭一, 荒井康智, 稲富裕光, 塚田隆夫, 宮田浩旭, 田中涼太, 阿部敬太, 住岡沙羅

結晶成長国内会議予稿集(CD-ROM)　44th　2014年

ISSN： 0385-6275
微小重力環境下におけるTLZ法による均一組成SiGe結晶成長条件の数値解析的検討

住岡沙羅, 阿部敬太, 杉岡健一, 久保正樹, 塚田隆夫, 木下恭一, 荒井康智, 稲富裕光

化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM)　46th　2014年
ナノ粒子合成のための超臨界水・常温水混合状態の中性子ラジオグラフィによる可視化

竹中信幸, 高見誠一, 塚田隆夫

Isotope News　(721)　2014年
流通式ナノ粒子合成装置における管内流動状態の中性子線ラジオグラフィー観察

高見誠一, 小澤恭兵, 杉岡健一, 塚田隆夫, 阿尻雅文, 杉本勝美, 竹中信幸, 齊藤泰司

セラミックス基礎科学討論会講演要旨集　51st　2013年
ナノ粒子/高分子コンポジット薄膜内のナノ粒子空間構造に及ぼす諸因子の影響

LIU Yang, 藤井岳史, 久保正樹, 杉岡健一, 塚田隆夫, 高見誠一, 阿尻雅文

日本伝熱シンポジウム講演論文集(CD-ROM)　50th　2013年

ISSN： 1346-1532
ナノ粒子/高分子コンポジット薄膜の溶媒蒸発現象およびこれに伴う構造形成過程

坂井慎次, 佐々木優大, 久保正樹, 杉岡健一, 塚田隆夫, 高見誠一, 阿尻雅文

日本伝熱シンポジウム講演論文集(CD-ROM)　50th　2013年

ISSN： 1346-1532
高分子ナノコンポジット薄膜内のナノ粒子空間構造に及ぼす諸因子の影響

劉洋, 藤井岳史, 久保正樹, 杉岡健一, 塚田隆夫, 高見誠一, 阿尻雅文

化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM)　45th　2013年
ナノ粒子/高分子コンポジット薄膜のdewettingに及ぼす諸因子の影響

藤井岳史, 劉洋, 久保正樹, 杉岡健一, 塚田隆夫, 高見誠一, 阿尻雅文

化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM)　45th　2013年
溶液キャスト法を用いたナノ粒子/高分子コンポジット薄膜の形成プロセスの解明

坂井慎次, 佐々木優大, 久保正樹, 杉岡健一, 塚田隆夫, 高見誠一, 阿尻雅文

化学工学会大会講演要旨集(CD-ROM)　2013　2013年
超臨界水熱合成反応器内の流動,水密度及び温度分布の数値シミュレーション

小澤恭兵, 杉岡健一, 高見誠一, 塚田隆夫, 阿尻雅文, 杉本勝美, 竹中信幸, 齊藤泰司

化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM)　78th　2013年
中性子ラジオグラフィによる超臨界水熱合成反応器内の混合状態に及ぼす反応器幾何学形状の影響の検討

小澤恭兵, 杉岡健一, 高見誠一, 塚田隆夫, 阿尻雅文, 杉本勝美, 竹中信幸, 齊藤泰司

日本伝熱シンポジウム講演論文集(CD-ROM)　50th　2013年

ISSN： 1346-1532
中性子線CTを用いた流通式超臨界水熱合成装置内での混合状態のin situ観察

高見誠一, 小澤恭兵, 杉岡健一, 塚田隆夫, 阿尻雅文, 杉本勝美, 竹中信幸, 齊藤泰司

化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM)　78th　2013年
ナノ粒子/ポリマー複合薄膜の溶媒蒸発現象および構造形成過程

佐々木優大, 坂井慎次, 杉岡健一, 久保正樹, 塚田隆夫, 高見誠一, 阿尻雅文

化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM)　78th　2013年
微小重力下におけるTLZ法によるSiGe単結晶成長プロセスの数値シミュレーション

阿部敬太, 住岡沙羅, 杉岡健一, 久保正樹, 塚田隆夫, 木下恭一, 荒井康智, 稲富裕光

化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM)　45th　2013年
TLZ法による微小重力下SiGe結晶成長実験(その4-数値解析による考察)

住岡沙羅, 阿部敬太, 杉岡健一, 久保正樹, 塚田隆夫, 木下恭一, 荒井康智, 稲富裕光

結晶成長国内会議予稿集(CD-ROM)　43rd　2013年

ISSN： 0385-6275
TLZ法による微小重力下SiGe結晶成長実験(その2-実験結果考察)

木下恭一, 荒井康智, 稲富裕光, 塚田隆夫, 阿部敬太, 住岡沙羅

結晶成長国内会議予稿集(CD-ROM)　43rd　2013年

ISSN： 0385-6275
TLZ法による微小重力下SiGe結晶成長実験(その3-TLZ法の数値解析)

阿部敬太, 住岡沙羅, 杉岡健一, 久保正樹, 塚田隆夫, 木下恭一, 荒井康智, 稲富裕光

結晶成長国内会議予稿集(CD-ROM)　43rd　2013年

ISSN： 0385-6275
TLZ法による微小重力下SiGe結晶成長実験(その1-実験概要)

木下恭一, 荒井康智, 稲富裕光, 塚田隆夫, 宮田浩旭, 田中涼太

結晶成長国内会議予稿集(CD-ROM)　43rd　2013年

ISSN： 0385-6275
無機ナノ粒子/高分子コンポジット薄膜のdewetting現象と粒子空間分布との相関

高橋洋祐, 久保正樹, 杉岡健一, 塚田隆夫, 南公隆, 阿尻雅文

化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM)　77th　2012年
中性子線ラジオグラフィーを用いた流通式超臨界水熱合成装置における混合部近傍の可視化

高見誠一, 足立潤, 杉岡健一, 塚田隆夫, 阿尻雅文, 杉本勝美, 竹中信幸, 齊藤泰司

化学工学会年会研究発表講演要旨集(CD-ROM)　77th　2012年
中性子ラジオグラフィ及び数値シミュレーションによる超臨界水熱合成反応器内の混合状態の可視化

杉岡健一, 高見誠一, 足立潤, 塚田隆夫, 阿尻雅文, 杉本勝美, 竹中信幸, 齊藤泰司

日本伝熱シンポジウム講演論文集(CD-ROM)　49th　2012年

ISSN： 1346-1532
超臨界水を利用した超重質油分解プロセスのフィージビリティースタディー

阿尻雅文, 猪股宏, 塚田隆夫, 山本悟, 木下睦, 渡辺賢

石油エネルギー技術センター技術開発・調査事業成果発表会要旨集(CD-ROM)　2012　2012年
SiGe結晶宇宙実験条件の精密化

木下恭一, 荒井康智, 稲富裕光, 宮田浩旭, 田中涼太, 塚田隆夫, 高柳昌弘, 依田眞一

宇宙利用シンポジウム　28th　2012年
TLZ法によって育成したSiGe単結晶の組成均一性評価

冨岡浩, 木下恭一, 荒井康智, 稲富裕光, 塚田隆夫, 宮田浩旭, 田中涼太, 田口恵祐, 高柳昌弘

結晶成長国内会議予稿集(CD-ROM)　42nd　2012年

ISSN： 0385-6275
微小重力下におけるTLZ法による均一組成SiGe結晶の育成

木下恭一, 荒井康智, 稲富裕光, 塚田隆夫

日本結晶成長学会誌　39　(1)　17-22　2012年
出版者・発行元：日本結晶成長学会
DOI： 10.19009/jjacg.39.1_17 　

ISSN： 0385-6275
WG活動報告微小重力下での酸素分圧制御による金属性融体の表面張力測定—WG activity report: Measurement of Oxygen Partial Pressure Dependence of Surface Tension for High Temperature

渡邉, 匡人, 小澤, 俊平, 水野, 章敏, 日比谷, 孟俊, 田川, 俊夫, 塚田, 隆夫, 杉岡, 健一, 福山, 博之, 小畠, 秀和, 田中, 敏宏, 吉川, 健, 安田, 秀幸, 景山, 大郎, 石川, 毅彦, Watanabe, Masahito, Ozawa, Shunpei, Mizuno, Akitoshi, Hibiya, Taketoshi, Tagawa, Toshio, Tsukada, Takao, Sugioka, Kenichi, Fukuyama, Hiroyuki, Kobatake, Hidekazu, Tanaka, Toshihiro, Yoshikawa, Ken, Yasuda, Hideyuki, Kageyama, Dairo, Ishikawa, Takehiko

宇宙利用シンポジウム: 第27回: 平成22年度 = Space Utilization Research, Vol. 27 2011: Proceedings of The Twenty-seventh Space Utilization Symposium　27　62-65　2011年3月
出版者・発行元：宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所 (JAXA)(ISAS)

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第27回宇宙利用シンポジウム (2011年1月24日-25日, 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究所相模原キャンパス), 相模原市, 神奈川県 The Twenty-seventh Space Utilization Symposium (January 24-25, 2011. Institute of Space and Astronautical Science, Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA)(ISAS)), Sagamihara, Kanagawa Japan Microgravity conditions have advantages of measurement of surface tension and viscosity of metallic liquids by the oscillating drop method with an electromagnetic levitation (EML) device. Recently, it has been identified that dependence of surface tension on oxygen partial pressure (Po2) must be considered for industrial application of surface tension values. Effect of Po2 on surface tension would apparently change viscosity. Therefore, surface tension and viscosity must be measured simultaneously in the same atmospheric conditions. Moreover, effect of the electromagnetic force (EMF) on the surface oscillations must be clarified to obtain the ideal surface oscillation because the EMF works as the external damping force to the oscillating liquid droplets, so extensive EMF makes apparently the viscosity values large. In our working group (WG), using the parabolic flight levitation experimental facilities (PFLEX) the effects of Po2 and external EMF on surface oscillation of levitated liquid droplets are systematically investigated for the precise measurements of surface tension and viscosity of high temperature liquids. In this year we performed the observation of surface oscillations of levitated liquid Si-Ge alloys using PFLEX on board flight experiments by G-II operated by DAS. The density of liquid Si-Ge was measured by using electromagnetic levitation with a static magnetic field. In these experiments, we obtained the density, the viscosity and the surface tension values. From these measurements, we discussed surface segregation in systems forming intermetallic compounds. The composition dependence of surface tension was expressed by a modified ideal solution model. On the basis of activity of our working group and European WG, we have been preparing the research of thermophysical properties measurement of high-temperature liquids under microgravity conditions in ISS from 2011-2012. 著者人数: 18人形態: カラー図版あり Number of authors: 18 Physical characteristics: Original contains color illustrations 資料番号: AA0065129024
二液相分離を伴うCu基合金融液の電熱特性の解明

塚田隆夫, 馬場雄也, 杉岡健一, 杉江一寿, 小畠秀和, 福山博之

物質・デバイス領域共同研究拠点研究成果報告書（平成22年度）　164-165　2011年3月
中性子ラジオグラフィによる超臨界水熱合成反応器内の流動・混合状態のその場観察

高見誠一, 杉岡健一, 塚田隆夫, 阿尻雅文, 杉本勝美, 竹中信幸, 齊藤泰司

日本伝熱シンポジウム講演論文集(CD-ROM)　48th　2011年

ISSN： 1346-1532
超臨界水を利用した超重質油分解プロセスのフィージビリティースタディー

阿尻雅文, 猪股宏, 塚田隆夫, 山本悟, 木下睦, 渡邊賢

石油産業活性化センター技術開発・調査事業成果発表会要旨集(技術開発事業関連)(CD-ROM)　2011　2011年
中性子線を用いた流通式超臨界水熱合成装置における管内混合・流動状態のその場観察

高見誠一, 杉岡健一, 塚田隆夫, 阿尻雅文, 杉本勝美, 竹中信幸, 齊藤泰司

化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集(CD-ROM)　43rd　2011年
中性子ラジオグラフィによる超臨界水・亜臨界水混合状態の可視化

竹中信幸, 杉本勝美, 高見誠一, 杉岡健一, 塚田隆夫, 阿尻雅文, 齊藤泰司

日本混相流学会年会講演会講演論文集　2011　2011年
金属融体の周期加熱カロリメトリー－溶融Feを例として

福山博之, 杉江一寿, 小畠秀和, 塚田隆夫

金属　81　461-467　2011年
電磁浮遊技術を利用した高温融体の熱物性測定を支援する統合プラットフォーム

塚田隆夫

金属　81　(6)　481-485　2011年
出版者・発行元：アグネ技術センター
ISSN： 0368-6337
電磁浮遊技術による溶融金属の熱伝導率測定に及ぼす静磁場印加効果

馬場雄也, 杉岡健一, 塚田隆夫, 杉江一寿, 小畠秀和, 福山博之

Thermophysical properties　31　85-87　2010年11月17日

ISSN： 0911-1743
非接触レーザー周期加熱カロリメトリー法による溶融高純度Feの熱物性計測

杉江一寿, 小畠秀和, 福山博之, 打越雅仁, 一色実, 杉岡健一, 塚田隆夫

Thermophysical properties　31　170-172　2010年11月17日

ISSN： 0911-1743
Density, Viscosity, and Thermal Conductivity of [HMIM][BF4] and [OMIM][BF4] at High Pressure

Daisuke Tomida, Satoshi Kenmochi, Takao, Tsukada, Kun Qiao, Quanxi Bao, Chiaki Yokoyama

Proceedings of the 9th Asian Thermophysical Properties Conference Paper Number: 109145　2010年10月19日
WG活動報告: 微小重力下での酸素分圧制御による金属性融体の表面張力測定—WG activity report: Measurement of Oxygen Partial Pressure Dependence of Surface Tension for High Temperature

渡邉, 匡人, 小澤, 俊平, 水野, 章敏, 日比谷, 孟俊, 田川, 俊夫, 塚田, 隆夫, 杉岡, 健一, 福山, 博之, 小畠, 秀和, 田中, 敏宏, 吉川, 健, 安田, 秀幸, 景山, 大郎, 石川, 毅彦, Watanabe, Masahito, Ozawa, Shunpei, Mizuno, Akitoshi, Hibiya, Taketoshi, Tagawa, Toshio, Tsukada, Takao, Sugioka, Kenichi, Fukuyama, Hiroyuki, Kobatake, Hidekazu, Tanaka, Toshihiro, Yoshikawa, Ken, Yasuda, Hideyuki, Kageyama, Dairo, Ishikawa, Takehiko, Fecht, H. J., Wunderlich, R., Ricci, E., Arato, E.

宇宙利用シンポジウム = Space Utilization Research: Proceedings of Space Utilization Symposium　26　2010年2月
出版者・発行元：宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究本部

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第26回宇宙利用シンポジウム(2010年1月25日-26日, 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究本部相模原キャンパス) The Twenty-sixth Space Utilization Symposium (January 25-26, 2010: ISAS/JAXA Sagamihara, Japan) Microgravity conditions have advantages of measurement of surface tension and viscosity of metallic liquids by the oscillating drop method with an electromagnetic levitation (EML) device. Recently, it has been identified that dependence of surface tension on oxygen partial pressure (Psub o2) must be considered for industrial application of surface tension values. Effect of Po2 on surface tension would apparently change viscosity. Therefore, surface tension and viscosity must be measured simultaneously in the same atmospheric conditions. Moreover, effect of the electromagnetic force (EMF) on the surface oscillations must be clarified to obtain the ideal surface oscillation because the EMF works as the external damping force to the oscillating liquid droplets, so extensive EMF makes apparently the viscosity values large. In our working group (WG), using the parabolic flight levitation experimental facilities (PFLEX) the effects of Po2 and external EMF on surface oscillation of levitated liquid droplets are systematically investigated for the precise measurements of surface tension and viscosity of high temperature liquids. In this year we performed the observation of surface oscillations of levitated liquid Si-Cu alloys using PFLEX on board flight experiments by G-II operated by DAS. These observations were performed under the controlled Po2 conditions. In these experiments, we obtained the density, the viscosity and the surface tension values. From these measurements, we discussed surface segregation in systems forming intermetallic compounds. We found the effect of clusters in both density and surface tension experimental data. The composition dependence of surface tension was expressed by a modified ideal solution model. On the basis of activity of our working group and European WG, we proposed the research of thermophysical properties measurement of high-temperature liquids under microgravity conditions to ESA/JAXA-AO as ISS utilization program. 形態: カラー図版あり共催: 日本学術会議著者人数: 18人 Physical characteristics: Original contains color illustrations joint hosting: The Science Council of Japan 資料番号: AA0064730036
超臨界水を利用した超重質油分解プロセスのフィージビリティースタディー

阿尻雅文, 猪股宏, 塚田隆夫, 山本悟, 渡邉賢, 木下睦

石油産業活性化センター技術開発・調査事業成果発表会要旨集(技術開発事業関連)(CD-ROM)　24th　2010年
Investigation of convection in an electromagnetically levitated molten droplet under a static magnetic field

Ken-ichi Sugioka, Takao Tsukada, Hiroyuki Fukuyama, Hidekazu Kobatake

Proceedings of International Workshop on Process Intensification 2010　2010年
In-Situ Observation of Mixing Behavior in a Flow-Type Reactor for supercritical Hydrothermal synthesis Using Neutron Radiography

T.Tsukada, K.Sugioka, S.Takami, T.Adschiri, K.Sugimoto, N.Takenaka, Y.Saito, Y.Kawabata

KURRI Progress Report　114-114　2010年
レーザー周期加熱カロリメトリ―法による高温融体の熱物性計測

福山博之, 小畠秀和, 杉岡健一, 塚田隆夫

日本結晶成長学会誌　37　135-139　2010年

DOI： 10.19009/jjacg.37.2_135 　
高温熱物性計測に対する数値シミュレーションの援用

杉岡健一, 塚田隆夫, 小畠秀和, 福山博之

日本結晶成長学会誌　37　(2)　140-144　2010年
出版者・発行元：日本結晶成長学会
DOI： 10.19009/jjacg.37.2_140 　

ISSN： 0385-6275

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高温融体の熱物性値,特に熱伝導率を高精度に測定するための手法として,静磁場印加電磁浮遊装置を使用したレーザーACカロリメトリー法に基づく手法が,最近開発された.ここでは,本手法により熱伝導率を測定する際の操作条件の決定,あるいは測定された熱物性値の確度を評価することを目的に実施された数値シミュレーションについて述べる.具体的には,測定時に発現する電磁浮遊液滴内対流,さらには熱伝導率の測定値に及ぼす静磁場強度の影響を数値的に検討する.
化学工学年鑑2010「4.3 相変化制御」

塚田隆夫

化学工学　74　544-545　2010年
静磁場印加電磁浮遊法を用いたレーザー周期加熱カロリメトリ―法による高温融体の熱物性計測

福山博之, 小畠秀和, 杉江一寿, 馬場雄也, 杉岡健一, 塚田隆夫

日本マイクログラビティ応用学会誌　27　(4)　210-214　2010年
出版者・発行元：日本マイクログラビティ応用学会
ISSN： 0915-3616
静磁場重畳（ガスジェット＋電磁浮遊）法による高温活性融体の熱物性測定

福山博之, 小畠秀和, 塚田隆夫, 淡路智

東北大学金属材料研究所強磁場超伝導材料研究センター平成20年度年次報告書　146-149　2009年6月
WG活動報告: 微小重力下での酸素分圧制御による金属性融体の表面張力測定—WG activity report: Measurement of oxygen partial pressure dependence of surface tension for high temperature

渡邉, 匡人, 小澤, 俊平, 水野, 章敏, 日比谷, 孟俊, 田川, 俊夫, 樋口, 健介, 塚田, 隆夫, 福山, 博之, 小畠, 秀和, 田中, 敏宏, 安田, 秀幸, 景山, 大郎, 石川, 毅彦, Watanabe, Masahito, Ozawa, Shunpei, Mizuno, Akitoshi, Hibiya, Taketoshi, Tagawa, Toshio, Higuchi, Kensuke, Tsukada, Takao, Fukuyama, Hiroyuki, Kobatake, Hidekazu, Tanaka, Toshihiro, Yasuda, Hideyuki, Kageyama, Diro, Ishikawa, Takehiko, Fecht, Hans-Jurgen, Wunderlich, Rainer, Ricci, Enrica, Arato, ElizabettaDipartimento di Ingegneria Ambientale Universita di Genova

宇宙利用シンポジウム = Space Utilization Research: Proceedings of Space Utilization Symposium　25　2009年3月
出版者・発行元：宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究本部

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第25回宇宙利用シンポジウム(2009年1月14日-15日, 宇宙航空研究開発機構宇宙科学研究本部相模原キャンパス) The Twenty-fifth Space Utilization Symposium (January 14-15, 2009: ISAS/JAXA Sagamihara, Japan) Microgravity conditions have advantages of measurement of surface tension and viscosity of metallic liquids by the oscillating drop method with an electromagnetic levitation (EML) device. Recently, it has been identified that dependence of surface tension on oxygen partial pressure (Po(sub 2)) must be considered for industrial application of surface tension values. Effect of Po(sub 2) on surface tension would apparently change viscosity. Therefore, surface tension and viscosity must be measured simultaneously in the same atmospheric conditions. Moreover, effect of the electromagnetic force (EMF) on the surface oscillations must be clarified to obtain the ideal surface oscillation because the EMF works as the external damping force to the oscillating liquid droplets, so extensive EMF makes apparently the viscosity values large. In our working group (WG), using the parabolic flight levitation experimental facilities (PFLEX) the effects of Po(sub 2) and external EMF on surface oscillation of levitated liquid droplets are systematically investigated for the precise measurements of surface tension and viscosity of high temperature liquids. In this year we performed the observation of surface oscillations of levitated liquid Cu and Ag using PFLEX on board flight experiments by G-II operated by DAS. These observations were performed under the controlled Po(sub 2) conditions. In these experiments, we obtained the density, the viscosity and the surface tension values as same as reported data, and also obtained the difference of surface oscillations with the change of the Po(sub 2). On the basis of present experimental results, we discussed with European WG member in ESA-ESTEC at this December about the effect of Po(sub 2) on the surface of high-temperature liquids. We agreed to make a proposal of measurement of thermophysical prosperities of high-temperature liquid in controlled Po(sub 2) conditions for next ESA/JAXA-AO. 形態: カラー図版あり資料番号: AA0064297083
Noncontact Measurements of Heat Capacity, Thermal Conductivity and Emissivity of High Temperature Melts by Modulated Laser Calorimetry

H.Fukuyama, H.Kobatake, T.Tsukada, S. Awaji

Journal of Technical Association of Refractories　28　(4)　2008年12月
非接触レーザー周期加熱カロリメトリーによるシリコン融体の熱容量および熱伝導率測定の高精度化

小畠秀和, 杉江一寿, 福山博之, 塚田隆夫, 淡路智

Thermophysical properties　29　275-277　2008年10月8日

ISSN： 0911-1743
静磁場重畳（ガスジェット＋電磁浮遊）法による高温活性融体の熱物性測定

福山博之, 小畠秀和, 高橋翔, 塚田隆夫, 淡路智

東北大学金属材料研究所強磁場超伝導材料研究センター　131-134　2008年6月
D132 温度・濃度勾配共存下での相分離構造形成の数値シミュレーション(熱の基礎と諸現象)

小野木大介, 杉岡健一, 塚田隆夫, 小林正樹

熱工学コンファレンス講演論文集　2007　149-150　2007年11月23日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会

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A mathematical model for phase separation of a binary mixture layer subjected to a vertical temperature gradient spanning the critical temperature and initially a vertical concentration gradient was developed in this study. Then, the effects of their gradients and convection driven by chemical potential gradient-induced capillary force on the phase separation structures were numerically investigated. As a result, it was shown that a stripe, a droplet, a bicontinuous or a horizontal two-layer structure appears depending on the magnitudes of the temperature and concentration gradients and convection.
A STUDY ON THE EFFECT OF UNSTEADY THREE-DIMENTIONAL MELT FLOW ON CZ OXIDE CRYSTAL GROWTH PROCESS USING A GLOBAL ANALYSIS OF HEAT TRANSFER

C. Jing, S. Ihara, K.-I. Sugioka, T. Tsukada, M. Kobayashi

Proc. of the 1st Asian Symposium on Computational Heat Transfer and Fluid Flow　2007年10月
レーザー周期加熱カロリメトリー法による高温融体の熱容量，熱伝導率，放射率の非接触測定

福山博之, 小畠秀和, 塚田隆夫, 淡路智

耐火物, 59 (2007), 475-482.　59　(9)　475-482　2007年9月
Measurements of thermal conductivity of 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate at high pressure

Daisuke Tomida, Satoshi Kenmochi, Takao Tsukada, Chiaki Yokoyama

Heat Transfer - Asian Research　36　(6)　361-372　2007年9月

DOI： 10.1002/htj.20166 　

ISSN： 1099-2871 1523-1496
THERMAL CCONDUCTIVITY OF IONIC LIQUIDS CONTAINING 1-BUTYL-3- METHYLIMIDAZOLIUM CATION + CO2 MIXTURES

Daisuke TOMIDA, Satoshi KENMOCHI, Takao TSUKADA, Kun QIAO, Chiaki YOKOYAMA

Proc. of the 8th Asian Thermophysical Properties Conference　2007年8月
Noncontact modulated laser calorimetry for liquid stainless steel with suppressed convections in a static magnetic field

Kakeru Takahashi, Shoji Sakashita, Hidekazu Kobatake, Hiroyuki Fukuyama, Takao Tsukada, Satoshi Awaji

Proc. of the 8th Asian Thermophysical Properties Conference　2007年8月
NONCONTACT MODULATED LASER CALORIMETRY FOR UNDERCOOLED LIQUID SILICON WITH SUPRESSED CONVECTIONS

Hidekazu KOBATAKE, Kakeru TAKAHASHI, Syoji SAKASHITA, Hiroyuki FUKUYAMA, Takao TSUKADA, Satoshi AWAJI

Proc. of the 8th Asian Thermophysical Properties Conference,　2007年8月
単結晶育成用CZ炉の数値解析

柿本浩一, 塚田隆夫, 今石宣之

伝熱　46　(196)　49-57　2007年7月
巻頭言－数値シミュレーションと熱物性

塚田隆夫

熱物性　21　(4)　192　2007年4月
静磁場を重畳した電磁浮遊法による非平衡メルトの熱物性測定

福山博之, 小畠秀和, 高橋翔, 坂下翔士, 塚田隆夫, 淡路智

東北大学金属材料研究所強磁場超伝導材料研究センター平成18年度年次報告　164-167　2007年
巻頭言－数値シミュレーションと熱物性

塚田隆夫

熱物性　21　192　2007年
単結晶成長プロセスのシミュレーション技術の現状と将来

塚田隆夫

日本結晶成長学会誌　33　(4)　305-306　2006年11月30日
出版者・発行元：日本結晶成長学会
ISSN： 0385-6275

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In single crystal growth of silicon and oxide, it is important to acquire correct knowledge about transport phenomena in the crystal growth furnace and then to control them, because the quality of crystal is closely related to the transport phenomena in the furnace. Numerical simulation is one of the methods to understand the phenomena in the furnace, and recently there has been much interest in the calculation of melt convection and global analysis of heat transfer in the furnace. In this paper, the recent studies on numerical simulations of single crystal growth by the Czochralski method are introduced.
溶融シリコンの非接触レーザーACカロリメトリー

福山博之, 小畠秀和, 塚田隆夫, 淡路智

JASMA : Journal of the Japan Society of Microgravity Application = 日本マイクログラビティ応用学会誌　23　(4)　325-325　2006年11月30日

ISSN： 0915-3616
静磁場印加電磁浮遊技術による熱物性値測定法の数値解析による評価

杉岡健一, 塚田隆夫, 福山博之, 小畠秀和, 淡路智

JASMA : Journal of the Japan Society of Microgravity Application = 日本マイクログラビティ応用学会誌　23　(4)　326-326　2006年11月30日

ISSN： 0915-3616
25pZA-7 静磁場を重畳した電磁浮遊液滴の熱容量,熱伝導率,放射率同時測定法の開発(25pZA 領域6シンポジウム:浮遊法が開く液体・過冷却液体・ガラスの科学,領域6(金属,超低温,超伝導・密度波))

福山博之, 小畠秀和, 塚田隆夫, 淡路智

日本物理学会講演概要集　61　(2)　654-654　2006年8月18日
出版者・発行元：一般社団法人日本物理学会
ISSN： 1342-8349
Establishment of Noncontact AC Calorimetry of High-Temperature Melts using Solid Platinum Sphere as a Reference

Hiroyuki Fukuyama, Hidekazu Kobatake, Izuru Minato, Kakeru Takahashi, Takao Tsukada, Satoshi Awaji

Proc. of the 16th Symposium on Thermophysical Properties　2006年8月
Noncontact AC calorimetry of liquid silicon with suppressing convections in a static magnetic field

H. Kobatake, H. Fukuyama, I. Minato, T. Tsukada, S. Awaji

Proc. of the 16th Symposium on Thermophysical Properties　2006年8月
静磁場を重畳した電磁浮遊法による非平衡メルトの熱物性測定

福山博之, 小畠秀和, 塚田隆夫, 淡路智

東北大学金属材料研究所強磁場超伝導材料研究センター平成17年度年次報告　181-183　2006年6月
静磁場と電磁浮遊による高温融体の新しい熱容量，放射率，熱伝導率同時測定法の開発

福山博之, 小畠秀和, 塚田隆夫, 淡路智

まてりあ　45　(7)　523-526　2006年
出版者・発行元： The Japan Institute of Metals and Materials
DOI： 10.2320/materia.45.523 　

ISSN： 1340-2625
静磁場中非接触ACカロリメトリーによる溶融シリコンの熱容量，放射率，熱伝導率同時測定法の開発

福山博之, 小畠秀和, 塚田隆夫, 淡路智

熱測定　33　(5)　204-210　2006年
出版者・発行元：日本熱測定学会
DOI： 10.11311/jscta1974.33.204 　

ISSN： 0386-2615
微粒子凝集体の力学的特性の測定と変形ダイナミクスの解明

塚田隆夫

ANNUAL REPORT OF HOSOKAWA POWDER TECHNOLOGY FUNDATION　14　139-144　2006年
超臨界流体を利用した材料製造プロセスの数値シミュレーション(OS23b 相変化・超臨界流体の計算力学)

塚田隆生, 阿尻雅文

計算力学講演会講演論文集　2004　(17)　151-152　2004年11月17日
出版者・発行元：一般社団法人日本機械学会
ISSN： 1348-026X

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In the present paper, we describe numerical simulation of process which produces nanoparticles by hydrothermal synthesis in supercritical phase, where the reactants and the hot water are mixed in the reactor and consequently nanoparticles precipitate through chemical reaction, nucleation and crystal growth processes. The mathematical model of the process shown here links the kinetics of chemical reaction, nucreation and crystal growth to the thermo-fluid dynamics in a wide range of temperature below and above the critical point, at which the themophysical properties such as density change very significantly.
超臨界水熱合成法による機能性微粒子合成プロセスと特性評価

阿尻雅文, 高見誠一, 梅津光央, 大原智, 塚田隆夫

粉体と工業　36　(5)　59-69　2004年5月
二液相分離過程を伴うベナール対流系のパターン形成メカニズム

関雄一郎, 小林正樹, 塚田隆夫, 宝沢光紀

JASMA : Journal of the Japan Society of Microgravity Application　20　34-34　2003年10月23日

ISSN： 0915-3616
酸化物融液表面上のスポークパターンに及ぼす諸因子の影響

敬成君, 小林正樹, 塚田隆夫, 宝沢光紀, 今石宣之, 島村清史, 一ノ瀬昇

日本結晶成長学会誌　30　(3)　70-70　2003年7月5日
出版者・発行元：日本結晶成長学会
ISSN： 0385-6275

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The effects of internal radiative heat transfer and rf coil position on spoke patterns on oxide melt surface were numerically investigated. It was found that the spoke pattern disappeared once when the internal radiative heat transfer was taken into account in the melt. In addition, appearance of the spoke pattern was dependent on the rf coil position. When the rf coil was set to be higher position relative to the crucible or the heat generation rate was relatively larger, the spoke patterns were difficult to generate.
シリコン単結晶成長に関わる最近の数値シミュレーション技術と熱物性値

塚田隆夫

熱物性　17　(3)　228-232　2003年7月
シリコン結晶成長プロセスシミュレーションに要求される熱物性値調査

福山博之, 塚田隆夫, 渡辺匡人, 田中敏宏, 馬場哲也, 日比谷孟俊

熱物性　17　(3)　218-222　2003年7月
超臨界水熱合成によるナノ粒子合成

阿尻雅文, 高見誠一, 塚田隆夫

材料の科学と工学　40　(3)　96-100　2003年6月
出版者・発行元：日本材料科学会
ISSN： 1347-4774
食品の熱伝導率測定用プローブの開発

塚田隆夫, 宝沢光紀

熱物性　17　(1)　70-75　2003年1月
シリコン単結晶成長に関する最近の数値シミュレーション技術と熱物性値

塚田隆夫, 水戸光将, 宝沢光紀, You-Rong Li, 今石宣之

日本結晶成長学会誌　30　(5)　357-363　2003年1月
シリコン単結晶成長プロセスの数値シミュレーションに要求される熱物性値

福山博之, 塚田隆夫, 渡邉匡人, 田中敏宏, 馬場哲也, 日比谷孟俊

日本結晶成長学会誌　30　(5)　364-369　2003年1月
化学工学年鑑2002「6.7 電子材料単結晶育成」

塚田隆夫

化学工学　66　(10)　618-619　2002年10月
多成分流体混合系のパターン形成に及ぼす重力の影響

岡部高弘, 大信田佳宏, 小林正樹, 久保正樹, 塚田隆夫, 宝沢光紀

JASMA : Journal of the Japan Society of Microgravity Application　18　46-46　2001年10月1日

ISSN： 0915-3616
あわのメカニズム

塚田隆夫

MATERIAL STAGE　1　(4)　28-32　2001年7月
小型のシリコンCZ炉内の酸素輸送とマランゴニ効果

今石宣之, 李明偉, 塚田隆夫

日本結晶成長学会誌, 27 (2000), 281-287.　27　(5)　281-287　2000年12月

DOI： 10.19009/jjacg.27.5_281 　
化学工学年鑑2000「6.5 電子材料単結晶育成」

塚田隆夫

化学工学　64　(10)　521　2000年10月
EFFECT OF INTERNAL RADIATIVE HEAT TRANSFER ON INTERFACE INVERSION IN CZ GROWTH OF AN OXIDE SINGLE CRYSTAL

M. Kobayashi, T. Hagino, T. Tsukada, M. Hozawa

Proc. of 2000 IAMS International Seminar　138-143　2000年10月
CMPプロセスにおける研磨粒子ダイナミクスの解明

久保正樹, 国守博巳, 福田晃, 塚田隆夫, 寶澤光紀

精密工学会大会学術講演会講演論文集　2000　(1)　390-390　2000年3月1日
電磁浮遊液滴の挙動に関する数値解析

朝熊裕介, 平田琢也, S.-H. HAHN, 塚田隆夫, 宝沢光紀, 松本大平, 藤井英俊, 野城清, 今石宣之

化学工学シンポジウムシリーズ72　142-151　2000年2月
光音響法による非線形光学高分子の熱拡散率測定

小林弘明, 吉田欽一, 久保正樹, 塚田隆夫, 宝沢光紀, 佐藤正秀

化学系7学協会連合東北地方大会プログラムおよび講演予稿集　1999　161　1999年10月2日
総合熱解析によるCZ酸化物単結晶育成プロセスに及ぼす諸因子の検討

小林正樹, 萩野貴子, 塚田隆夫, 宝沢光紀

日本結晶成長学会誌　26　(2)　127-127　1999年7月1日
出版者・発行元：日本結晶成長学会
ISSN： 0385-6275

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The global analysis of heat transfer In the CZ crystal growth furnace was carried out. Especially, the effects of internal radiation and crystal rotation on the melt/crystal Interface shape was Investigated numerically.
高周波加熱によるFloating Zone法による単結晶育成プロセスの熱解析

増田善雄, 塚田隆夫, 宝沢光紀

東北工業技術研究所報告　(31)　13-21　1998年3月
出版者・発行元：東北工業技術研究所
ISSN： 0919-8881
クエスチョンボックス・ワンポイント

塚田隆夫

化学工学　62　(3)　163　1998年3月
高分子薄膜の熱拡散率に及ぼす諸因子の影響

吉田欽一, 小林弘明, 塚田隆夫, 宝沢光紀, 佐藤正秀

化学工学会年会研究発表講演要旨集　63rd　20　1998年2月
非線形光学高分子薄膜の熱拡散率測定

小林弘明, 吉田欽一, 久保正樹, 塚田隆夫, 宝沢光紀, 佐藤正秀

Thermophys Prop　19th　223-226　1998年

ISSN： 0911-1743
電磁浮遊炉内のシリコン液滴の挙動に及ぼす操作条件の影響

酒井義典, 韓丞皓, 塚田隆夫, 宝沢光紀, 松本太平, 野城清, 今石宣之, 北川貞雄

JASMA : Journal of the Japan Society of Microgravity Application　14　67-68　1997年10月1日

ISSN： 0915-3616
Si Cz 炉総合熱解析に及ぼす結晶面輻射特性の影響

韓丞皓, 塚田隆夫, 宝沢光紀, 円山重直, 今石宣之, 北川貞雄

日本結晶成長学会誌　24　(2)　93-93　1997年7月1日
出版者・発行元：日本結晶成長学会
ISSN： 0385-6275

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In the global analysis of Si Cz system,only diffuse hypothesis,for the surfaces related to radiation heat transfer,has been used without any proof.In this study,the global analysis of heat transfer in the Cz system with diffuse and specular surfaces was carried out,and the effects of the different radiative characteristics of the surfaces on the Si Cz crystal growth were investigated.
レアメタル資源の分離回収技術と溶媒抽出乳化液膜法によるGaの抽出に及ぼす外水相希釈の影響

佐藤正秀, 塚田隆夫, 宝沢光紀

化学工学シンポジウムシリーズ　60　193-200　1997年3月
複合液滴の挙動に及ぼす直流電場の影響

佐藤正秀, 真山淳哉, 塚田隆夫, 宝沢光紀

JASMA : Journal of the Japan Society of Microgravity Application　13　(4)　378-379　1996年10月31日

ISSN： 0915-3616
結晶成長時の界面挙動及びその制御

塚田隆夫

化学工学　60　(4)　241-243　1996年4月
出版者・発行元：化学工学会
ISSN： 0375-9253
Effect of various parameters on flow and temperature fields during CZ growth of oxide single crystals

Y. Okano, A. Hirata, S. Nishizawa, T. Tsukada, M. Hozawa, N. Imaishi

Proc. of the International Conference on Computational Engineering Science　1　550-555　1995年8月
微小重力環境下での気泡の運動に及ぼす不平等電場の影響

山本幸弘, 佐藤正秀, 塚田隆夫, 宝沢光紀

化学工学会年会研究発表講演要旨集　60th　(Pt 3)　84　1995年3月
一様直流電場下での誘電性液体中の液滴の挙動

塚田隆夫, 真山淳哉, 佐藤正秀, 宝沢光紀

微粒化シンポジウム講演論文集 = Symposium (ILASS-Japan) on Atomization　4　101-105　1995年

ISSN： 1341-6030
2‐ブロモデカン酸によるGaの抽出速度に及ぼすAlの影響

佐藤正秀, 宝沢光紀, 塚田隆夫

化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集　27th　(Pt 1)　32　1994年9月
非イオン性W/Oマイクロエマルションを利用するTiO₂超微粒子の調製

小林正樹, 佐藤正秀, 宝沢光紀, 塚田隆夫

化学工学会秋季大会研究発表講演要旨集　27th　(Pt 2)　92　1994年9月
W/Oエマルションの連続式解乳化

佐藤正秀, 塚田隆夫, 宝沢光紀

化学工学シンポジウムシリーズ39　147-152　1994年2月
Simultaneous heat and moisture transfer with hygrostrain-stress formation in food undergoing drying

K Hayakawa, T Tsukada, T Furuta, N Sakai

DEVELOPMENTS IN FOOD ENGINEERING, PTS 1 AND 2　418-420　1994年
酸化物単結晶育成における数値計算

塚田隆夫, 宝沢光紀, 今石宣之

日本結晶成長学会誌　20　(1)　21-26　1993年6月

DOI： 10.19009/jjacg.20.1_21 　
軸対称系における角関係の一計算法

塚田隆夫, 宝沢光紀, 大庭雄次, 今石宣之

九州大学機能物質科学研究所報告　7　(1)　39-46　1993年
液膜を用いるガリウム, インジウムの分離濃縮プロセスに関する実験的, 理論的研究

宝沢光紀, 今石宣之, 塚田隆夫

旭硝子財団研究報告　57　101-110　1990年7月
チョクラルスキー炉内の流速・温度分布と熱応力解析

今石宣之, 塚田隆夫, 宝沢光紀

九州大学機能物質科学研究所報告　3　(1)　9-19　1989年9月
出版者・発行元：九州大学
DOI： 10.15017/6552 　

ISSN： 0914-3793

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Single crystal of oxides, such as Al_2O_3 and LiNbO_3, are prepared by Czochralski method. Melted oxides have larger Prandtl number than the molten semiconducting materials, thus shape of the crystal varies with operating conditions. The shape and temperature distribution give influences on thermal stress, and the quality of the crystal. There was, however, no theoretical background to calculate thermal stress in the growing crystal, because of the complicatedly coupled non-linear phenomena in the CZ furnace. The finite element method is used to develop a computational code and sample computations are carried out for Al_2O_3 system. In this case, the crystal shape, and the thermal stress distribution are found to be dependent on the crystal rotation rate. When crystal rotation rate is increased, with other operating conditions unchanged, the melt/crystal interface changes its shape from convex to concave toward melt, at the critical Reynolds number (Re_s). When Re_s<Re_s, the maximum thermal stress on the melt/crystal interface is small and insensible to Re_s. When Re_s exceeds Re_s, thermal stress on the interface increases very rapidly.
CZ法によるシリコン単結晶成長に及ぼす輻射熱遮蔽体の影響

塚田隆夫

化学工学　53　(6)　388-390　1989年6月
CZ法によるSi単結晶成長に及ぼす輻射熱遮蔽体の影響 : 融液成長II

塚田隆夫, 今石宣之, 宝沢光紀

日本結晶成長学会誌　14　(1)　11-11　1987年7月10日
出版者・発行元：日本結晶成長学会
ISSN： 0385-6275
CZ法による単結晶育成時の流動及び温度場の理論的解析 : 融液成長II

塚田隆夫, 今石宣之, 宝沢光紀

日本結晶成長学会誌　14　(1)　10-10　1987年7月10日
出版者・発行元：日本結晶成長学会
ISSN： 0385-6275
Supercritical Hydrothermal Synthesis of Nanoparticles

Nanoparticle Technology Handbook (Third Edition)

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書籍等出版物 20

Supercritical Hydrothermal Synthesis of Nanoparticles. In: M. Naito, T. Yokoyama, K. Hosokawa and K. Nogi, editors. Nanoparticle Technology Handbook 3rd edition

A. Yoko, T. Aida, N. Aoki, D. Hojo, M. Koshimizu, S. Ohara, G. Seong, S. Takami, T. Togashi, T. Tomai, T. Tsukada, T. Adschiri

Elsevier　2018年
The Role of Marangoni Convection in Crystal Growth. In: T. Nishinaga, P. Rudolph, editors. Handbook of Crystal Growth, Vol. II

Takao Tsukada

Elsevier　2015年
基礎から理解する化学４，化学工学

塚田隆夫

みみずく舎　2012年
改訂７版化学工学便覧, 化学工学会編

塚田隆夫

丸善　2011年
High-Temperature Measurements of Materials

Hiroyuki Fukuyama, Hidekazu Kobatake, Takao Tsukada, Satoshi Awaji

Springer　2009年
Crystal Growth Technology : From Fundamentals and Simulation to Large-scale Production, H.J. Scheel and P. Capper Eds.

Taketoshi Hibiya, Hiroyuki Fukuyama, Takao Tsukada, Masahito Watanabe

Wiley-VCH　2008年
ナノマテリアル工学大系第1巻ニューセラミクス・ガラス

阿尻雅文, 高見誠一, 梅津光央, 大原智, 塚田隆夫

フジ・テクノシステム　2005年
超臨界流体とナノテクノロジー，阿尻雅文監修

塚田隆夫, 阿尻雅文

シーエムシー出版　2004年
泡トラブルの対策と消泡技術

塚田隆夫

技術情報協会　2002年
シリーズ：結晶成長のダイナミクス7巻流れのダイナミクスと結晶成長，柿本浩一編

塚田隆夫

共立出版　2002年
軌道上実験概論, 小田原修監修/日本マイクログラビティ応用学会編

塚田隆夫

海文堂出版　2000年
計算力学 [VI] －電子デバイス/機器設計における計算力学の適用－, 宮崎則幸/白鳥正樹共編

塚田隆夫

養賢堂　1999年
高圧バイオテクノロジー，功刀滋/林力丸編

M. SHARIATY-NIASSAR, 大塚雅彦, 向展正, 塚田隆夫, 宝沢光紀

さんえい出版　1998年
Creative Chemical Engineering Course 6 拡散と移動現象，化学工学会監修

塚田隆夫

培風館　1996年
結晶成長ハンドブック，日本結晶成長学会編

今石宣之, 塚田隆夫

共立出版　1995年
新編伝熱工学の進展第１巻，日本機械学会編

今石宣之, 塚田隆夫

養賢堂　1995年
抽出技術集覧，化学工学会関東支部/分離技術会編

塚田隆夫

化学工業社　1995年
最近の化学工学46 材料化学工学：新材料プロセッシング，化学工学会関東支部編

塚田隆夫

化学工業社　1994年
図説地球環境温室の中の地球，J. Erickson著/小島紀徳監訳

塚田隆夫

オーム社　1992年
HEAT AND MASS TRANSFER IN MATERIALS PROCESSING, I. Tanasawa and N. Lior Eds.

NOBUYUKI IMAISHI, TAKAO TSUKADA, MITSUNORI HOZAWA, YASUNORI OKANO, AKIRA HIRATA

Hemisphere　1992年

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講演・口頭発表等 29

水熱合成法によるバルク単結晶育成時の三次元伝熱解析 -バッフル板の影響

増田善雄, 鈴木明, 三川豊, 鏡谷勇二, 石黒徹, 横山千昭, 塚田隆夫

第70回応用物理学学術講演会　2009年9月
電磁浮遊技術を利用した高温融体の熱物性測定

塚田隆夫

化学工学会東北支部第１４回東北ジョイント夏季セミナー　2009年8月
一様な脈動流中の球形粒子に働く抗力の評価

杉岡健一, 見上信, 塚田隆夫, 小森悟

化学工学会74年会　2009年3月
電磁浮遊炉内の溶融液滴内対流に及ぼす静磁場印加効果

杉岡健一, 塚田隆夫, 小畠秀和, 福山博之

化学工学会74年会　2009年3月
非接触レーザー周期加熱カロリメトリーによるシリコン融体の熱容量,半球全放射率および熱伝導率の精密測定

小畠秀和, 福山博之, 塚田隆夫, 淡路智

日本鉄鋼協会第157回春季講演大会　2009年3月
高温融体の高精度熱物性（比熱，熱伝導率，放射率，密度，表面張力）計測システムの開発

福山博之, 小畠秀和, 小澤俊平, 諸星圭祐, 日比谷孟俊, 青柳智勇, 水野章敏, 渡邉匡人, 杉岡健一, 塚田隆夫, 遠藤聡, 小島真一郎, 高橋洋一, 真造謹爾, 本河光博

第38回結晶成長国内会議(NCCG-38)　2008年11月
３次元非定常融液対流を考慮した酸化物CZ炉総合熱解析―時空間平均化法の検討

塚田隆夫, 杉岡健一, 小林正樹, 敬成君

第38回結晶成長国内会議(NCCG-38)　2008年11月
非接触レーザー周期加熱カロリメトリーによるシリコン融体の熱容量および熱伝導率測定の高精度化

小畠秀和, 杉江一寿, 福山博之, 塚田隆夫, 淡路智

第29回日本熱物性シンポジウム　2008年10月
Measurement of Heat Capacity and Thermal Conductivity of Supercooled Liquid Silicon 国際会議

Hidekazu Kobatake, Hiroyuki Fukuyama, Kakeru Takahashi, Takao Tsukada, Satoshi Awaji

18th European Conference on Thermophysical Properties　2008年9月
Noncontact modulated laser calorimetry for liquid stainless steel in dc magnetic field 国際会議

Hiroyuki Fukuyama, Kakeru Takahashi, Hidekazu Kobatake, Takao Tsukada, Satoshi Awaji

18th European Conference on Thermophysical Properties　2008年9月
無機ナノ粒子/高分子コンポジット薄膜におけるdewetting現象

安藤宏和, 杉岡健一, 塚田隆夫, 南公隆, 阿尻雅文

化学工学会第40回秋季大会　2008年9月
静磁場印加電磁浮遊法による高温融体の熱伝導率測定に及ぼす対流の影響

杉岡健一, 堤之朋也, 塚田隆夫, 小畠秀和, 福山博之

化学工学会第40回秋季大会　2008年9月
ソルボサーマル炉内における自然対流熱伝達の三次元解析

増田善雄, 鈴木明, 三川豊, 横山千昭, 塚田隆夫

第69回応用物理学会学術講演会　2008年9月
レーザー周期加熱カロリメトリーによるシリコン融体の熱容量・熱伝導率の精密測定

小畠秀和, 杉江一寿, 福山博之, 塚田隆夫, 淡路智

日本金属学会2008年秋期大会　2008年9月
非接触レーザー周期加熱カロリメトリーによるシリコン融体の熱容量および熱伝導率の精密測定

小畠秀和, 杉江一寿, 福山博之, 塚田隆夫, 淡路智

日本鉄鋼協会第156回秋季講演大会　2008年9月
液中での微粒子の凝集挙動及び微粒子凝集体固有の変形ダイナミクスの解明

塚田隆夫

平成20年度第１回粉体接合グループ会　2008年6月
単結晶成長プロセスの高効率化に向けた数値シミュレーション技術

塚田隆夫

化学工学会関西支部「環境・廃棄物研究会」及び「資源・エネルギー研究会」合同研究会　2008年6月
Numerical simulation of natural convection heat transfer in a ZnO single crystal growth hydrothermal autoclave 国際会議

Y. Masuda, A. Suzuki, Y. Mikawa, C. Yokoyama, T. Tsukada

The 4th Asian Conference on Crystal Growth and Crystal Technology (CGCT4)　2008年5月
Numerical analysis of CZ oxide crystal growth process by a global model of heat transfer considering unsteady three-dimensional melt flow 国際会議

Y.Tsujimoto, K. Sugioka, T. Tsukada, C.J. Jing, M. Kobayashi

The 4th Asian Conference on Crystal Growth and Crystal Technology (CGCT4)　2008年5月
Solubility of GaN in Supercritical Ammonia with Ammonium Halides as Mineralizers 国際会議

C. Yokoyama, K. Kuroda, Y. Mikawa, Y. Masuda, T. Tsukada, D. Tomida

The 4th Asian Conference on Crystal Growth and Crystal Technology (CGCT4)　2008年5月
温度勾配存在下における二成分液体混合系液膜層内の相分離過程に及ぼす対流の影響

小野木大介, 杉岡健一, 塚田隆夫, 小林正樹

第45回伝熱シンポジウム　2008年5月
３次元非定常融液対流を考慮した酸化物単結晶CZ炉の総合熱解析

辻本優子, 杉岡健一, 塚田隆夫, 敬成君, 小林正樹

第10回化学工学学生発表会　2008年3月
微粒子凝集体固有の圧縮変形特性に関する実験並びに理論的検討

猪口剛, 杉岡健一, 塚田隆夫, 藤田昌大, 山口由岐夫

化学工学会第73年会　2008年3月
温度・濃度勾配共存下での相分離挙動に関する数値シミュレーション

小野木大介, 杉岡健一, 塚田隆夫, 小林正樹

化学工学会第73年会　2008年3月
電磁浮遊技術を利用した高温融体の熱物性測定

塚田隆夫

化学工学会粒子・流体プロセス部会気泡塔分科会第11回気泡塔サロン　2008年3月
静磁場で対流を抑制したステンレス融体に対する非接触レーザー周期加熱カロリメトリー

小畠秀和, 高橋翔, 福山博之, 塚田隆夫, 淡路智

日本金属学会2008年春期大会　2008年3月
過冷却シリコン融体の熱容量および熱伝導率測定

小畠秀和, 高橋翔, 福山博之, 塚田隆夫, 淡路智

日本鉄鋼協会第155回春季講演大会　2008年3月
漏斗形バッフル板を用いた場合のGaN単結晶育成時のアノモサーマル炉内熱解析

増田善雄, 鈴木明, 三川豊, 横山千昭, 塚田隆夫

第55回応用物理学関係連合講演会　2008年3月
酸化物単結晶成長プロセスの数値シミュレーション

塚田隆夫, 杉岡健一, 小林正樹, 敬成君

第55回応用物理学関係連合講演会　2008年3月

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共同研究・競争的資金等の研究課題 35

液相中での微粒子凝集体のダイナミクスの解明競争的資金

2003年4月～継続中
不均一場での多成分系相分離現象の解明競争的資金

2002年4月～継続中
機能性高分子薄膜の製造プロセスにおける輸送現象の解明競争的資金

2000年4月～継続中
電磁浮遊炉内の溶融金属・半導体材料内輸送現象の解明競争的資金

1998年4月～継続中
半導体及び酸化物単結晶成長プロセスにおける輸送現象の解明競争的資金

1987年4月～継続中
プロセス－構造－物性相関に基づく高熱伝導コンポジット材料プロセス設計指針の確立

塚田隆夫

2022年4月1日～ 2025年3月31日
多元系合金のプロセス－相分離構造相関の解明と新たな材料プロセス設計指針の確立

塚田隆夫, 福山博之

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2019年4月1日～ 2022年3月31日

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静磁場重畳電磁浮遊技術，中性子CT技術を用いることにより，溶融Cu-CoおよびCu-Fe合金の過冷却凝固に伴う相分離構造に及ぼす静磁場強度，すなわち融体内対流の影響を明らかにした．電磁浮遊中の球形Cu-Co液滴を対象とした液滴内MHD対流の3次元直接数値シミュレーションを行い，過冷却凝固実験で観察された静磁場強度の増加に伴う相分離構造の著しい変化は，MHD対流の乱流－層流遷移に起因することを明らかにした．静磁場重畳電磁浮遊技術とレーザー周期加熱法を併用し，溶融Cu-Fe合金の熱伝導率の組成依存性を測定し，Fe組成が0 at%から20 at%にかけて熱伝導率が急激に減少することを明らかにした．
分子シミュレーションによる有機無機界面の親和性評価とコンポジット材料設計への展開

塚田隆夫

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

研究機関：Tohoku University

2019年6月28日～ 2021年3月31日

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有機分子修飾無機固体／有機溶媒界面の親和性の評価指標として付着仕事を定め，分子動力学シミュレーションと熱力学的積分法の一つであるPhantom-wall法を併用した付着仕事の解析法を確立した。無機固体をAl2O3とし，界面の分子構造および付着仕事に及ぼす修飾有機分子および有機溶媒の種類，表面修飾率の影響を検討した。デカン酸（修飾有機分子）/ヘキサン（溶媒）系の付着仕事は，界面構造に起因して表面修飾率75%で最大値を示した。修飾有機分子および溶媒の影響については，修飾分子層への溶媒の浸透度の増加とともに付着仕事が増加することがわかった。
高濃度ナノフルイドの動的界面挙動に関するメゾスコピック解析

塚田隆夫, 阿尻雅文, 小宮敦樹

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2016年4月1日～ 2019年3月31日

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本研究では，ポリジメチルシロキサン（PDMS）で表面修飾したSiO2ナノ粒子をPDMS中に分散した懸濁液を対象として，懸濁液滴がSi基板上を拡張する際にコンタクトライン前方に存在する先行薄膜のナノスケール膜厚分布を位相シフトエリプソメータにより観察し，ナノ粒子の存在の影響について検討した。また，溶媒蒸発時の表面修飾ナノ粒子の構造形成の数値シミュレーションを実施し，溶媒蒸発過程及び蒸発後の粒子多層膜の構造に及ぼす有機溶媒，修飾有機分子の種類およびその表面修飾率の影響を明らかにした。
超臨界水雰囲気下における超重質油の流動挙動の中性子ラジオグラフィによる可視化

塚田隆夫, 高見誠一, 竹中信幸, 齊藤泰司, 杉本勝美, 久保正樹

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

研究機関：Tohoku University

2016年4月1日～ 2018年3月31日

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粒径3 mmのアルミナ粒子を充填したSUS製1/2 inch管からなる充填層型反応器を対象として，窒素ガスもしくは超臨界水雰囲気下での重質油の反応器内流動挙動を中性子ラジオグラフィにより観察した。重質油／窒素ガス系においては，常圧下で重質油流動挙動に及ぼす反応器内温度の影響を明らかにした。特に，高温の場合においては，極端な偏流が観察された。一方，重質油／超臨界水系においては，反応器内温度を400℃，圧力を25 MPaとし，流動挙動に及ぼす重質油流量の影響を検討した。本研究を通して，金属製充填層型反応器内の重質油流動挙動の可視化法として，中性子ラジオグラフィが有効であることが示された。
高分子薄膜内のナノ粒子２次元配列構造形成機構の解明及び構造制御指針の確立

塚田隆夫, 阿尻雅文, 久保正樹, 杉岡健一

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

研究機関：Tohoku University

2014年4月1日～ 2016年3月31日

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シリコン基板上にスピンコーティング法により塗布された表面修飾セリアナノ粒子を含むポリスチレン（PS）薄膜，及びこれを加熱した際の薄膜内のナノ粒子の空間構造を， TEM及びSPMにより観察した。結果として，ナノ粒子は，加熱前，PS薄膜表面上に単粒子層からなる2次元構造を形成するが，この薄膜をPSのTg以上に加熱すると2次元構造を維持したまま薄膜表面から基板側に移動した。ここでは，加熱前後におけるPS薄膜中のナノ粒子の空間構造に及ぼす溶媒/有機修飾鎖及び有機修飾鎖/高分子間の相互作用の影響を明らかにした。また，以上のナノ粒子の移動メカニズムについて考察した。
高温融体の過冷却凝固・組織形成プロセス解析システムの創製

塚田隆夫, 福山博之, 久保正樹, 杉岡健一

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2013年4月1日～ 2016年3月31日

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溶融Cu80Co20合金の過冷却域における相分離構造に及ぼす融体内対流の影響を明らかにするために，ハイスピードカメラによる電磁浮遊試料表面の速度分布のその場観察及び凝固試料のSEM観察を行った。ここで，融体内対流は試料に静磁場を印加することにより制御した。結果として，静磁場強度1.5 Tを境に相分離構造が大きく変化すること，またこの構造変化は試料内対流の乱流-層流遷移に起因することを明らかにした。加えて，同装置を使用し，溶融Cu-Co合金の垂直分光放射率及び表面張力を測定し，各物性に及ぼすCu組成の影響を明らかにした。
中性子ＣＴによる超臨界水反応場の３次元ｉｎ－ｓｉｔｕ観察

塚田隆夫, 高見誠一, 竹中信幸, 齊藤泰司, 久保正樹, 杉岡健一

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

研究機関：Tohoku University

2012年4月1日～ 2014年3月31日

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本研究では，ナノ粒子の超臨界水熱合成において実際に使用されているSUS製流通式反応器を対象として，中性子ラジオグラフィによるその場観察（２次元計測）により，反応器混合部における温度分布に及ぼす反応器幾何学形状及び原料（室温水を使用）と超臨界水の流量の影響を明らかにした。また，同条件における熱流動数値シミュレーションを実施し，実験結果との比較からその妥当性を検証するとともに，各条件における反応器内速度場，温度場の詳細を検討した。さらに，中性子CTによる３次元計測を実施し，反応器内水密度分布に及ぼす反応器幾何学形状の影響を明らかにした。
ナノ粒子/高分子コンポジット薄膜内流動・拡散現象とナノ粒子空間構造との相関の解明

塚田隆夫, 阿尻雅文, 久保正樹

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2009年～ 2011年

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ナノ粒子/高分子コンポジット薄膜の塗布及びデバイス作製プロセスの設計・最適化に資するため、無機ナノ粒子/高分子/有機溶媒系薄膜内の拡散現象、コンポジット薄膜のdewetting現象について検討し、ナノ粒子薄膜内空間構造との相関を考察した。薄膜からの溶媒蒸発速度はナノ粒子により影響され、dewetting現象は薄膜表面へのナノ粒子の偏析により抑制された。また、ナノ粒子分散状態が表面修飾鎖や溶媒の種類により大きく変化することが理論的に示された。
不均一場における相分離構造形成の数理モデリング手法の開発

塚田隆夫

2005年～ 2006年

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不均一場(流動場・温度場・濃度場)における相分離構造形成に関する数理モデリング手法の確立を目指し、以下の3つのステップに従いモデルの開発を進めた。 1.温度及び濃度勾配下での2成分系相分離現象(簡略化モデル) 2成分混合液からなる薄い液膜層に温度及び濃度勾配を付与した際に発現する相分離現象の数値シミュレーションコードを開発した。本モデルは、連続式、運動方程式、エネルギー方程式及びCahn-Hilliard方程式の練成問題であり、数値解析手法として差分法を採用した。ただし、対象としている速度のオーダーが小さいと仮定し、ここではストークス流れに基づき流れ場の解析を行った。結果として、相分離構造に及ぼす温度勾配、濃度勾配さらにはペクレ数(流体力学的効果)の影響を理論的に検討し、それぞれの影響を軸とする3次元空間上に対して相分離構造のマッピングを行った。 2.温度及び濃度勾配下での2成分系相分離現象比較的速度が大きい場合でも対応できるように、移流項に対してGodunov法を適用したコードを開発し、相分離構造に及ぼす温度及び濃度勾配の影響を検討した。特に温度・濃度勾配に重力場が共存した場合の相分離過程について明らかにした。 3.溶媒蒸発による高分子/高分子/溶媒3成分系相分離現象を伴うレベリング現象溶媒蒸発を伴う高分子/高分子/溶媒3成分系薄膜のレベリング現象を潤滑理論に基づき解析し、これをCahn-Hilliard方程式による相分離現象の解析と統合することを試みた。しかし、議論ができるほどの数値シミュレーション結果を出すまでには至らなかった。今後の課題として、研究を継続する予定である。
ナノ粒子/高分子コンポジット薄膜の塗布欠陥過程の精密解析

塚田隆夫, 阿尻雅文, 今石宣之

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Osaka Prefecture University

2005年～ 2006年

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ナノ粒子を分散した高分子薄膜の塗布欠陥過程、すなわちdewetting過程を正確に把握し、さらに欠陥制御法を確立することを最終目標として、本年度は以下の点について検討した。 ODT(octadecyltrietoxysilane)により撥水処理をした石英ガラス基板上にスピンコーティングによりポリスチレン(PS)薄膜を作成し、PS薄膜の加熱時に発生するdewetting現象に及ぼすナノ粒子添加の影響を実験的に検討した。使用したナノ粒子は、超臨界水熱合成法により作製したデカン酸で表面修飾された酸化セリウム(CeO_2)ナノ粒子で、4〜6nmのキューブ状の粒子であり、有機溶媒に対して完全に分散する。また、PS薄膜の厚さは20〜30nmである。dewetting過程、すなわちPS薄膜表面形状変化は、位相シフト干渉顕微鏡、レーザー顕微鏡、原子間力顕微鏡にて観察した。結果として、加熱時間の経過に伴い、PS薄膜各所にdewettingによる孔が形成され、これが成長・合体し、最終的にPS滴がガラス基板上に付着・分散した状態へと変化した。ナノ粒子無添加時の初期過程の観察が不十分であったことから定量的な比較、議論を行うことはできなかったが、今回の実験ではナノ粒子の添加によってdewettingの進行が促進されること、及び最終的な付着滴が小さくなることがわかった。ナノ粒子の添加によるdewetting過程の促進の原因は、ナノ粒子がdewettngの核と成ることも予想されるが、別の視点としてみかけのHamaker定数の変化を考え、潤滑理論に基づくdewetting現象の数値シミュレーションを行うことにより、実験結果におけるdewetting過程に及ぼすナノ粒子の添加の影響の検討も試みた。
化学的機械研磨(CMP)プロセスにおける研磨粒子凝集体の圧縮・ずり変形挙動の解明

塚田隆夫, 久保正樹, 小林正樹, 宝沢光紀

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2003年～ 2004年

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本研究の目的は、化学的機械研磨(Chemical Mechanical Polishing、CMP)における研磨機構解明の基礎研究として、せん断流中で形成された微粒子凝集体1個の力学的特性を測定するためのマイクロ圧縮試験装置を試作し、微粒子凝集体の圧縮変形特性に及ぼす諸因子の影響を検討するものである。本年度は、装置改良等を含め以下の点につき検討を行った。 1.ガラスファイバープローブの製作:フッ化水素酸によるエッチング及び光学研磨技術を併用した微粒子凝集体1個の圧縮試験を行うためのガラスファイバープローブ作製技術を確立した。 2.凝集体の圧縮変形挙動の可視化:レーザー顕微鏡で取り込んだ凝集体の断層画像を画像解析ソフトにより重ね合わせることにより、凝集体を3次元描写する技術を確立した。 3.圧縮試験:せん断流中で形成された(回転粘度計を使用)凝集体1個の圧縮試験を試み、本圧縮試験装置による力学的特性の測定が可能であることを確認した。また、上記圧縮試験に先立ち、せん断流中で形成される凝集体の特性を明らかにするために、既存の微粒子凝集過程観察装置を使用し、平行円板間に形成されたせん断流中のポリスチレン微粒子凝集体のサイズ及び構造に及ぼす壁面間隔、せん断速度の影響を実験的に検討した。結果として、 1.壁面間隔の減少に伴う空間的拘束により凝集体の成長が著しく抑制される。 2.凝集体の形状は壁面間隔やせん断速度に依存せず、ほぼ球形になる。ことがわかった。
EHD対流を利用した多成分流体混合系の流動-相分離過程の相関の解明

宝沢光紀, 敬成君, 塚田隆夫, 宝沢光紀

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究機関：Tohoku University

2002年～ 2003年

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本研究の目的は、ガラス基板上に形成した電極形状に依存してポリマーブレンド溶液層内部に発現する電気流体力学的(EHD)対流の様々な対流構造を利用し、流れの構造と多成分流体混合系の相分離過程の相関について明らかにしようとするものである。すなわち、任意形状の電極を形成したガラス基板2枚(一方の基板のみ電極を形成)の間にポリマーブレンド溶液を挟み、電極に直流電場を印加すると、電極形状に依存した不平等電場に起因して溶液内にEHD対流が発生する。このとき、系をクエンチすると相分離を生じ、その過程がEHD対流の構造や強度に影響される。本研究では、クエンチ法として溶媒蒸発並びに冷却の2つの方法を試みた。さらに、流体力学的効果を考慮したCahn-Hilliard(CH)モデルに基づく相分離過程の数値シミュレーションを行った。具体的には以下のような結論を得た。 1.EHD対流、相分離過程の観察 polystyrene(PS)及びpoly(vinylacetate)(PVA)を用い、重量比が1:1、全ポリマー濃度が4wt%となるようにtolueneに溶解したポリマーブレンド溶液を試料とし、これを規則構造を有する電極付ガラス基板上の30×40×2mmの溝に展開し、直流電場を印加するとともに、装置内に窒素ガスを流入して溶媒を蒸発させ、溶液内の対流および相分離構造の経時変化を位相差顕微鏡によって観察した。結果として、電極形状に依存して発現したEHD対流に拘束された相分離構造(電極1ユニットにPVAリッチ液滴が拘束された構造)が得られた。また、この構造は印加電圧に強く依存することがわかった。一方、冷却による相分離に関しては、装置上の様々な問題が明らかとなり、これを改良することに時間を要し、相分離過程の詳細な観察までには至らなかった。 2.相分離過程の数値シミュレーション流体力学的効果を考慮したCahn-Hilliard(CH)モデルに基づく相分離過程の数値シミュレーションコードを開発するとともに、これを利用し相分離構造に及ぼすキャピラリー力、重力、温度勾配の影響を明らかにした。
二液相分離過程を伴うベナール対流のパターン形成メカニズムの解明

塚田隆夫, 小林正樹, 宝沢光紀

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2001年～ 2002年

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イソ酪酸-水混合液からなる液膜層を下方から加熱した際に(上下面ともに固体壁で、液膜層上面温度<臨界温度<液膜層下面温度の条件)、液膜層内部に形成される対流パターンは、本系が相分離過程を伴うことから、通常の均一液相系とは全く異なるパターンとなることが知られている。例えば、ある温度条件においては、相分離した一つの液滴を含む規則的な多角形セルパターンが形成される。本研究では、このような二液相分離過程を伴うベナール対流系に見られる特異なパターンの形成メカニズム、さらには形成速度等に及ぼす液膜層温度勾配の影響を検討した。具体的には、1.実験的検討液膜層内の相分離過程及び対流構造を垂直方向並びに側面から観察することにより以下の点が明らかになった。・パターン形成、すなわち相分離した一つの液滴を含む規則的な多角形セルパターンの形成過程において、相分離液滴は成長するが、最終的には消滅する。・液滴の成長及び消滅速度は、温度勾配(=(T_b-T_t)/d)とともに増加、特に温度勾配が約1.7K/mmを越えると急激に増加する。また、τ(=(T_t-T_c/T_c)が増加すると成長、消滅速度も増加する。ここで、d, T_b, T_c, T_tは液膜層厚さ、液膜下面温度、臨界温度及び液膜上面温度である。・上記パターン形成は液滴表面に沿ったマランゴニ対流に起因する。・液滴の成長は濃度差起因のレーリー対流により促進される。・液滴の消滅はマランゴニ対流により促進される。 2.理論的検討上記パターン形成のメカニズムを理論的に説明するために、"level set method"に基づくシミュレーションコードの開発を試みた。
低エミッションエネルギーシステムに適合した高効率酸素分離の研究

圓山重直, 塚田隆夫, 小林秀昭, 上條謙二郎, 藤間克巳, 尾池守

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

研究機関：Tohoku University

2000年～ 2002年

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本研究は、研究代表者が考案している微細繊維構造体を用いた高効率熱交換器を、低温空気に適用した酸素分離技術に応用し、小型で高効率な酸素分離システムの構築を目指すものである。まず、高効率熱交換器の伝熱性能評価を行った。その結果、繊維媒体熱交換器は、従来の蓄冷材と比較して、数分の1程度の大きさで、98%近い効率を得ることが可能となった。水蒸気の凝結による熱交換器流路の閉塞状態を定量的に予測し、1日1回の乾燥作業で霜の堆積を除去できることがわかった。本システムに空気蒸留塔を設置した場合の空気分離プロセスの高効率化を行った。次に、熱流体機器システムのシミュレーションソフトウェアHYSYS Processを用いて、空気冷却システムに蒸留塔を設置した場合の酸素分離性能の予測を行った。その結果、従来の複式蒸留塔に替わり単式蒸留塔を用いることで、空気の圧縮機および熱交換器でのエクセルギー損失を低減でき、空気分離に必要な所要動力が従来形式に比べて14%削減可能であることがわかった。また、LNG火力発電所での空気分離を想定した場合、LNG冷熱を用いることにより、空気分離に必要な所要動力は、従来と比較して40.7%削減可能である。さらに、本研究で提案した冷熱利用プロセスでは、水蒸気などの空気中の不純物は前段階の再生式熱交換器で処理されるため、これまで困難とされてきた低温圧縮が技術的に可能であると考えられる。この酸素分離システムを燃焼エネルギーシステムに適用した場合の評価を行った結果、パイプラインでの二酸化炭素輸送を想定した場合、石炭ガス火力発電システムで0.9%、天然ガス火力複合発電システムで2.2%の正味効率向上が可能である。この向上は一見わずかに考えられるが、火力発電システムのエネルギー消費は膨大であり、この効率向上の社会的意義は高い。以上の結果から、研究成果は100%以上の目標が達成された。
EHD対流を利用した非相溶性ポリマーブレンド膜のモルフォロジー制御

寳澤光紀, 小林正樹, 塚田隆夫

2000年～ 2001年

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本研究の目的は、ガラス基板上の電極形状に依存してポリマーブレンド溶液層内部に発現する電気流体力学的(EHD)対流の様々な対流構造を利用し、キャスト法により製膜されるポリマーブレンド膜の凝集構造形態(モルフォロジー)の制御を行おうとするものである。本年度は、polystyrene(PS)/poly(vinylacetate)(PVAc)/toluene系を対象とし、以下の点を明らかにした。 1)理論的検討実験に先立ち、種々の条件におけるEHD対流の構造を予測するために、溶媒蒸発を伴わない均一系におけるEHD対流の三次元解析を行った。その結果、EHD対流は規則的、周期的な電極形状の1ユニットに拘束され、液膜が厚い場合は深さ方向の循環流、液膜が薄い場合は水平方向の循環流となることがわかった。また、印加電圧を変化させた場合、対流強度は変化するものの、対流構造に大きな変化は見られなかった。 2)実験的検討電場を印加せずに溶媒を蒸発させた場合、最終的な相分離構造はPVAc-rich相の細かい液滴が系全体で一様に分散した構造となった。また、初期液膜厚さが減少するにつれ分散液滴の大きさは小さくなることがわかった。一方、ガラス基板上に規則的、周期的形状を有する電極を形成し、その上にポリマーブレンド溶液を展開して直流電場を印加すると、液膜内に電極形状に拘束された規則的なEHD対流が発生し、対流構造の膜厚依存性は前述の数値シミュレーション結果と一致した。また、EHD対流によって液膜内が局所的に撹拌・混合されるため、最終的にPVAc-rich相のマクロなドメインが電極形状に拘束されて規則的に並んだ相分離構造が得られ、そのドメインの面積及び形状は印加電圧や初期液膜厚さによって変化することがわかった。
化学的機械研磨(CMP)プロセスにおける微粒子ダイナミクスの解明

宝沢光紀, 久保正樹, 塚田隆夫

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

1999年～ 2001年

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化学的機械研磨(Chemical Mechanical Polishing,以下CMP)は、デバイスウエハをナノスケール精度で平坦化する新規研磨技術として注目を集めている。しかし、大半の研究は機械的要因に着目しており、科学的要因、中でもスラリー中の微粒子のダイナミクスが研磨に及ぼす影響に関しては、研究例は僅少である。本研究では、CMPにおける微粒子のダイナミクスと研磨機構との関連を解明することを目指し、その基礎研究として、狭壁面間に形成されたせん断流中の微粒子の凝集過程に関し、流体力学的及びコロイド化学的相互作用を考慮した微粒子凝集状態に関する数値シミュレーションを行うとともに、レーザー顕微鏡によるその場観察を試みた。本年度は、以下の点を明らかにした。 1)理論的検討昨年度に引き続き、水中の直径2μmのポリスチレン粒子を想定し、粒子の凝集挙動に及ぼす壁面間隔d_w/a(=5〜30,d_w:壁面間隔,a:粒子半径)、表面電位ψ_p(=-30〜20mV)及び壁面電位ψ_w(=-100〜100mV)の影響について検討した。特に本年度は、粒子の壁面への付着挙動(全粒子に対する壁面付着粒子の割合:r_w)について検討した。結果として、本研究の条件範囲では、a)d_w/a<5ではr_w=1(全粒子が壁面に付着),d_w/a>15ではr_wはほぼ0.4一定となる。b)ψ_p<10mVではr_w=0であるが、ψ_p=10mVでr_wは急激に増大し、1に達する。c)-50mV<ψ_w<0mVにおいて、r_w=0、即ち壁面への粒子の付着は認められない。なお、以上の結果は、粒子-粒子間並びに粒子-壁面間相互作用力の大小関係を考慮することにより説明できた。 2)実験的検討昨年度に引き続き、シリコンウエハとガラス平板の間の狭壁面間に形成されたせん断水流中のポリスチレン粒子(直径2μm)の凝集挙動に及ぼす壁面間隔及びせん断速度の影響を、レーザー顕微鏡によるその場観察により検討した。結果として、壁面間隔の減少並びにせん断速度の増加に伴い、凝集体サイズが小さくなることを明らかにした。
非線形光学高分子材料を利用した導波路素子化プロセスの最適化

塚田隆夫, 久保正樹, 宝沢光紀

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究機関：Tohoku University

1999年～ 2000年

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最近、非線形光学高分子薄膜に波長変換素子用チャンネル型導波路を作製するレーザー加熱ポーリング法が提案された。これは、高分子薄膜をレーザー照射により局所的にガラス転移温度以上に加熱するとともに、薄膜に印加した電場を周期的に反転することにより双極子の反転周期構造を有する導波路を作製することで、非線形光学特性を付与し、高効率な波長変換素子を作製する方法である。このプロセスは、省エネルギーかつ簡便な方法であるが、条件によっては導波路内の双極子のドメイン形状が矩形の周期構造にならず、波長変換素子の変換効率を大きく低下させるという問題点がある。双極子のドメイン形状は、薄膜内の伝熱過程と双極子の配向過程により決定されるため、これを制御するためには高分子薄膜の熱拡散率や双極子を有する非線形光学分子の回転拡散係数といった基礎物性を把握する必要がある。そこでこれらの物性値の測定を行うと共に、プロセスの数理モデル化により双極子の配向状態に及ぼす操作因子の影響を調べた。実験に用いた非線形光学高分子は、methylmethacrylate(PMMA)の側鎖に非線形光学色素Disperse red1を25wt%化学結合したDR1-PMMAである。回転拡散係数の測定は、コロナ放電により配向した試料を所定の温度に制御し、配向緩和の経時変化をメーカーフリンジ測定法により第2次高調波の強度減衰として計測し、解析式にフィッティングすることで決定した。回転拡散係数は試料のガラス転移温度近傍(約110℃)から温度と共に急激に上昇することが分かった。レーザー加熱ポーリングプロセスの数理モデル化を行い、双極子の配向状態に及ぼす操作因子の影響を調べた。デバイスの性能を向上させるには配向度が高く、かつ矩形波状の配向状態に制御する必要がある。そのためにはレーザー光のスポット径が双極子ドメイン長よりも小さく、試料内部を加熱するようなレーザーを用い、電場強度を高くするような操作条件が必要であることが示唆された。
高温.高圧下での天然及び合成高分子複合化材料の構造と熱物性との相関

塚田隆夫, 宝沢光紀

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

研究機関：Tohoku University

1997年～ 1998年

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益々深刻化するプラスチック廃棄物の問題を解決する一方策として、自然分解性等の機能を有する高分子材料の利用が検討されている。このような高分子材料の製造プロセスの具現化及び最適化のためには、まず熱物性値等の基礎データの蓄積が必要となる。本研究では上記機能を有する天然及び合成高分子複合化材料の熱伝導率を広範な条件下で測定した。 1) 熱伝導率測定装置の作製高温(〜150℃)、高圧(〜20MPa)条件下において高分子材料の熱伝導率を測定するために、細線加熱比較法に基づく熱伝導率測定装置を作製した。 2) 天然高分子の熱伝導率測定天然高分子であるバレイショ澱粉ゲルの加熱(20〜80℃)、加圧(2〜10MPa)時の熱伝導率を測定した。結果として、温度、含水率の増加と共に熱伝導率は増加した。また、熱伝導率の圧力依存性に関しては、1MPaまでは圧力と共に増加するが、それ以上ではほぼ一定値を示した。これは、試料中に含まれる微細気泡によるものであり、高圧下で熱伝導率が一定値を示すのは、気泡が圧縮され消滅するためと考えられる。 3) 天然及び合成高分子複合化材料の熱伝導率測定トウモロコシ澱粉とアクリル酸メチルのグラフトコポリマーであるstarch-graft-poly(methylacrylate)を測定対象とし、加熱(20〜80℃)、加圧(2〜8MPa)時における熱伝導率を測定した。結果として、温度の上昇に伴い熱伝導率は増加するが、その温度依存性は小さいことがわかった。また、一定含水率(35.0%)において、圧力が上昇すると熱伝導率は上昇した。この圧力依存性は、2)と同様の理由による。一方、圧力を一定(8MPa)としたときには、熱伝導率は含水率とともに大きくなった。これは、試料より水の熱伝導率が高いことによるだけではなく、含水率が低いとき(7.2%)には試料は粉体の圧縮成形体状であるが、含水率が高い場合(35.0%)には水の存在により樹脂状に形態が変化するためであると考えられる。
高分子薄膜のレーザー加熱ポーリングプロセスにおける伝熱過程の解明とその制御

宝沢光紀, 塚田隆夫, 及川英俊

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

1997年～ 1998年

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本研究では、レーザー加熱ポーリングによる非線形高分子薄膜への導波路作製プロセスを対象とし、その具現化、最適化のための基礎データの蓄積を目的として、以下の項目につき検討した。 1) 高分子薄膜の作製回転塗布法によりガラス基板上に高分子薄膜を作製し、回転速度と薄膜の膜厚との関係をSEM及び触針段差計を使用し明らかにした。なお、対象とした高分子薄膜材料は、側鎖に非線形有機色素Disperse Red1を導入したPMMAである。 2) 高分子薄膜の熱拡散率測定高分子薄膜内伝熱過程を明らかにする上で重要な熱物性値である熱拡散率を測定するために、光音響法に基づく熱拡散率測定装置を試作し、1)で作製した高分子薄膜の熱拡散率に及ぼす諸因子の影響を検討した。結果として、薄膜の熱拡散率は膜厚(2.5〜6μm)、色素導入量(1.4,30mol%)に殆ど依存しないこと、また温度上昇に伴い減少することがわかった。一方、電界処理を行った薄膜の熱拡散率については、電界強度の増加と共に増加した。 3) プロセスの数値シミュレーションレーザー走査により高分子薄膜を局所加熱した際の薄膜内温度分布及び電界処理による双極子配向状態を予測するために、3次元伝熱解析コードに温度と双極子の配向状態の関係式を導入し、配向度及び薄膜内配向分布(矩形波状が望ましい)に及ぼす各種操作条件の影響を検討した。ただし、電場による双極子配向の適切なモデルがないため、分子緩和の温度依存性に関するモデルで代用した。結果として、レーザースポット径が小さいほど、レーザー走査速度が遅いほど配向度は矩形波状になることがわかった。また、薄膜の吸収スペクトルを検討した結果、Ar^+レーザー(488nm)よりも、He-Neレーザー(632nm)を使用した方が、薄膜の加熱が表面から内部加熱となり、高配向度及びより矩形波状になることがわかった。
光・電子材料用バルク単結晶作製プロセスの化学工学的検討および制御法の体系化

今石宣之, 干川圭吾, 熊川征司, 塚田隆夫, 平田彰, 尾添紘之

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：KYUSHU UNIVERSITY

1995年～ 1997年

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本研究は、10名の研究者が単結晶育成Cz炉についての分担課題について2年半にわたって研究し、それらを統合して結晶工学の基礎を構築する事を目的とした。半導体単結晶育成プロセス: 1.Cz炉内の気相の熱流動、不純物の物質移動について数値解析を行い、自然対流の影響が強いこと、整流ダクトの効果が著しいこと、などを明らかにした。 2.Cz炉内の融液中に生じる振動型対流の構造と振動特性、伝熱特性、不純物拡散挙動について数値解析し、さらに融液に横磁場あるいはカスプ磁場を印加した場合の挙動について詳細な数値解析的検討を行い、磁場印加による融液振動流の制御についての情報を得た。 3.化合物半導体融液内の混合に対する表面張力対流と自然対流の影響を実験的に明らかにした。 4.シリコン結晶内熱応力解析とHassan-Suminoモデルによる転位挙動の予測を行った。 5.「石英ガラス-シリコン融液」、「シリコン融液-気相」における酸素の溶解平衡、溶解速度、及びその他融液物性に関する各種測定を行った。酸化物単結晶育成プロセス: 1.RF加熱されたCz炉の2次元定常状態を仮定した総合熱流動解析手法を確立した。これにより、与えられた操作条件下での結晶半径、固液界面形状、融液内温度・速度・濃度の分布、結晶内温度分布が算出でき、最適化の手段を提供できる様になった。 2.結晶内温度分布をもとに、結晶の異方性を考慮した3次元熱応力分布を算出できるコードを確立した。 3.結晶の割れを防止するための操作条件最適化を、シミュレーションに基づき予測し、実験的に検証した。 4.酸化物融液(MgTiO_3,La_<0.75>Ca_<0.25>MnO_3)の密度、表面張力の測定を行った。
複合液膜を用いる脱塩プロセスの研究

宝沢光紀, 佐藤正秀, 庄野厚, 塚田隆夫

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：TOHOKU UNIVERSITY

1995年～ 1996年

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昨年度の研究成果から、乳化液膜を利用した脱塩装置が実用的な装置として有効であり、またキャリヤ-と溶媒の組み合わせとしては、カチオン(Naイオン)交換膜にはD2EHRA(抽出剤)-Span80(界面活性剤)-kerosene(溶媒)系、アニオン(Clイオン)交換膜にはTOMAC-PARANOX147-kerosene系が適当であることがわかった。本年度はこれらの知見を基に、実際に脱塩装置を試作し、その装置特性を明らかにした。以下に本年度の研究成果の概要を述べる。本脱塩法の場合、2種類のW/Oエマルションを同時に原料相に接触させ、かつ互いのエマルションが接触することを回避する必要がある。このような条件を満たす装置形式として、1)内部に2種類のエマルションをそれぞれ流通させた中空糸を原料相中に設置する形式と2)2種類のエマルションをそれぞれ分散させた撹拌槽を隔膜で仕切る形式について検討した。中空糸内部にエマルションを流通させる形式の装置では、W/Oエマルションの液膜相と原料相の界面を中空糸膜孔内に保持する必要があるが、界面を孔内に保持するための中空糸内外の圧力バランスを調節する操作が非常に難しいことがわかった。一方、隔膜により撹拌槽を二つに仕切る形式の装置に関しては、隔膜の素材としてフッ素コーティングを施した635meshのステンレス製金網がエマルションを最も透過しにくく、さらにこの金網を5mm間隔で2枚配置することにより2種類のエマルションに対する隔膜として十分利用可能であることがわかった。また、エマルションの漏出には隔膜へのエマルションの衝突速度が大きく影響しており、撹拌槽内におけるエマルションの分散状態、エマルションと原料相の体積比を調節することにより、エマルションは隔膜を透過せず、イオンのみを透過させることが可能であることがわかった。今後は、昨年度及び今年度の研究成果を踏まえ、キャリヤ-に関しては特にナトリウムイオン用の抽出能の高い抽出剤を開発し、また装置形式に関しては撹拌槽の形状や邪魔板の挿入などにエマルションの分散、流動状態の制御に関し検討すると共に、エマルションの安定性に関する検討も行い、より実用的な脱塩装置の開発を目指そうと考えている。
溶融食品材料の急縮小流れに及ぼす諸因子の影響

宝沢光紀, ブバナスンダラムカナチ, 塚田隆夫

1995年～ 1995年

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機能性食品素材の製造を目的として、澱粉あるいは蛋白を主成分とする食品材料の高温・高圧処理技術、特にエクストルーダーを利用した食品押し出し加工技術が注目されている。この技術は、既に実用化され様々な分野で利用されているが、材料の輸送物性あるいは流動、伝熱といった装置内輸送現象が加工中の材料の化学的、物理的変化に影響を受けるため複雑であり、まだ経験に依存するところが多く、普遍的なプロセスの設計指針は確立されていない。本研究では、エクストルーダー内部の滞留時間分布や剪断、ひいては製品の組織制御に重要な影響を及ぼすダイ入口周辺部の流動状態を把握するための基礎研究として、溶融食品材料の急縮小管内流動に関し、数値シミュレーション及び実験の両側面から検討することを目的とする。今年度は、溶融食品材料の急縮小管内流動を解析するための数値シミュレーションコードの開発を目的として、まずニュートン流体に関するシミュレーションコードの開発を行った。さらに、本課題に関連する既住の研究の調査より、溶融蛋白、例えば溶融大豆蛋白の流動特性が非ニュートン流体、特に含水率が41%以上では指数則流体(擬塑性流体)、それ以下では複雑な(通常の非ニュートン流体モデルでは表現できない)流動特性を示すことが分かったので、第2ステップとしてこの実験結果に基づき、指数則流体の急縮小管内流動に関する数値シミュレーションコードの開発を行い、管内流動に及ぼす流動指数の影響について数値的に検討した。今後は、今年度開発したシミュレーションコードを広範な含水率の食品材料に適用できるように拡張するため、低含水率の実験結果が示す流動特性のモデル化、さらには実験を行うことにより実際の管内流動状態との比較検討を行う予定である。
凝固課程のミクロ/マクロ複合モデリング

大中逸雄, 中山恒, 塚田隆夫, 林勇二郎, 長島昭, 服部賢

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

研究機関：OSAKA UNIVERSITY

1993年～ 1995年

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レーリー散乱とブラウン運動を利用した微粒子散乱法による凝固点近傍での融体の新しい物性測定法を提案し,溶融塩KNO_3,NaNO_3の粘性挙動を測定した。その結果融点付近では粘性率の最大値と最小値の幅が増大することを見出した。これは液体構造の影響によるものと思われる(長島)。また,酸化物超伝導体の結晶成長を状態図が同様の有機物質により,直接観察し,初晶が溶解して包晶相が晶出する事を見出した。そしてこの現象に対するミクロモデルを作り,実験結果がかなり説明できることを示した。さらに界面での異物質補足に関して新たな機構の提案を行った(大中)。非ファセットデンドライト成長について,過冷却場での結晶の自由成長と,壁面冷却のもとでの場の暖和を伴いながら,結晶が肥大化する凝固過程と機構を,Bi-Sn合金の凝固実験により究明し,さらにミクロ組織と構造を組込んだ速度論を展開した(林)。CZ法による酸化物単結晶育成に関し,マクロモデルによる炉内輸送現象の解析及び実際のLiNbO_3単結晶育成実験を通して,育成条件(炉構造)-結晶内熱応力を含めた炉内輸送現象-結晶品質(マクロ欠陥であるクラック)との相関を明らかにした(塚田)。最後に,微小金属柱を引き伸ばしながら形成する動的凝固過程の理論モデルを考え解析を行った。さらにこれに対応する実験を行い,理論と一致する結果を得た。この結果は3次元回路形成の際に必要な導体接続の微細化に関する定量的検討を可能にするものである(中山)。これらの研究を通じ,種々の凝固プロセスにおけるミクロとマクロの両モデルの必要性を明確にし,新たなモデルを展開した。
有機薄膜のモルフォロジーと薄膜作製時に発生する膜内対流構造との相関

塚田隆夫, 宝沢光紀

1994年～ 1994年

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キャスト法あるいは回転塗布法といったウエットプロセスによる有機(高分子)薄膜作製法では、揮発性の溶媒に溶かした薄膜材料を、基板に塗布し、溶媒を自然にあるいは回転乾燥することにより薄膜化を行う。これら乾燥プロセスの際には、液膜内に急峻な温度勾配あるいは濃度勾配が発生し、条件によっては、マラカゴニ効果に基ずく不安定性により対流が発生する可能性があり、有機薄膜形成過程が非常に速い場合、膜内に発生したこの対流の空間構造が凍結され、薄膜のモルフォロジーに影響を与える可能性がある。本研究では、有機薄膜作製時におけるマランゴニ不安定に基づく対流の発生の可能性を探究すべく、高分子溶液の表面張力測定、線形安定性理論による検討を行うと共に、実際に回転塗布法による有機薄膜の作製を試みた。高分子溶液の表面張力を測定するに当たり、滴重法に基づく測定装置を自作した。なお、装置は温度制御(25℃)に加え、高分子溶液が揮発性であることから、周囲雰囲気が飽和蒸気圧に維持さけるよう制御した。対象とした高分子溶液は、PMMA(ポリメタクリル酸メチル)のモノクロロベンゼン溶液である。測定の結果、PMMA濃度(C=0〜10wt%)の増加に伴い、表面張力(σ)は減少する(dσ/dC<0)傾向を示した。この関係を線形安定性理論に適用すると、本系はマランゴニ的には安定な糸となる。従って、PMMA-モノクロロベンゼン系においては、マランゴニ不安定に基づく対流の発生の可能性が無いことが分かった。これを確認するために、現在回転塗布法により実際に薄膜作製を試みている。しかし、回転塗布法による有機薄膜の作製時に、基板の回転数が小さい場合、凹凸の表面を有する薄膜が形成されると報告があり、上記機構以外の膜内対流によることも考えられ、様々な系に関して今後実験及び理論の両側面から更に検討を行う必要があると考えている。
マランゴニ効果によるCO_2のガス吸収促進現象の可視化と機構解明の研究

宝沢光紀, DMITRIEVICH O.A., 塚田隆夫

1993年～ 1993年

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本研究は地球温暖化の原因物質とされているCO_2のガス吸収速度に及ぼすマランゴニ効果の影響を検討することを目的としている。実験において,溶媒として14種の有機化合物を用いた。実験には静止液相円筒型セルを用い,これにガス吸収の場合は溶媒を飽和したCO_2ガスを送入し,また放散の場合は予めCO_2で溶媒を飽和させた後,この溶液にN_2ガスを送入した。吸収,放散時の液相内の拡散と流動の状態をレンズシュリーレン法で可視化し,その映像を写真またはビデオに記録した。表面張力はウィルヘルミー法でまた密度はピクノメーターを用いて測定した。実験結果について述べる。観察された流れを次の5種に分類した。I.プルーム状の密度対流による下降流,II.浮力支配の上昇流,S.動的な層を形成する流れ,T.界面攪乱C.対称遠心状流れ。 CO_2のガス吸収時には次のような現象が観察された。吸収による溶液の密度変化Δρが正の系についてはI・Cタイプの流れが観察された。またΔρが負の系についてはII・Cタイプの流れが観察された。吸収と同時に溶媒の蒸発が起こると界面攪乱が発生し,物質移動を促進させることがわかった。バブリングによるCO_2ガスの溶媒飽和は完全に行うことが難しく今後実験を行う際に十分注意する必要があることが明らかとなった。 CO_2ガスを溶液から放散させる場合にはマランゴニ不安定となり,ベンゼンを溶媒とする場合には界面攪乱が発生することが明らかにされた。これは新しい知見である。
高温・高圧下における食品タンパク質の熱伝導率の測定

塚田隆夫, 宝沢光紀

1992年～ 1992年

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天然高分子である澱粉あるいはタンパク質から成る食品材料は、加熱あるいは加圧操作によって変性し、その分子構造に変化を生じ、これに伴いその熱物性値も変化することが予想される。本研究は、食品加工装置の設計において重要と考えられる食品材料の構造変化とその熱物性値との相関を明らかにすることを最終目的とし、食品タンパク質の熱伝導率を対象として、広範な温度及び圧力下で測定可能な熱伝導率測定装置の作製を試みた。なお、熱伝導率の測定原理は、Pt細線を用いた非定常細線法によるものとした。熱伝導率測定装置の試作に当り、(1)高温・高圧用の試料セルの作成、(2)これに設置する細線プローブの作製及び(3)計測制御システムの構築を行った。(1)については、温度が室温〜200℃、圧力が常圧〜15MPaまで測定可能なセルを作製した。(3)についてもほぼ完成した。一方、(2)については、本研究で対象とする(低含水率の)食品タクパク質は、常温常圧下では粉体状、一方高温高圧下では溶融状態となることが予想されるので、これらの状態変化に対応できるような細線プローブを開発する必要があった。研究開始当初は試料挿入型(シース型熱電対に近い形)の測定プローブの作製を試みたが、細線径、強度等の問題から、本研究の要求を満たすものが作製できず断念した。そこで、次に熱伝導率既知の基板上に細線をフォトリソグラフィー並びに蒸着法により形成し測定プローブとする方法を試みた。細線の形成条件を種々変えて試みた結果、この方法により本研究の要求を満たすプローブの作製が可能であること並びに大体の作製条件を見い出すことができた。今後はこの方法により、最適な細線プローブを作製し、これを用いた食品タンパク質の熱伝導率測定を行う予定である。
磁場印加単結晶引き上げ法における熱・物質移動現象の解明の研究

福田承生, 塚田隆夫, 宝沢光紀, 岡野泰則, 干川圭吾

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

1990年～ 1991年

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1.融液内対流に及ぼす磁場の影響: 磁場印加時の融液表面の温度分布をサ-モビュア-により測定した。印加磁場強度の増大にともない、融液内の対流が抑制され、熱伝導が支配的となることが確認された。さらに磁場印加時の融液内対流現象を非接触にて観察する手法を開発した。本法を用い、磁場印加引き上げ法を模擬した実験を行った。るつぼ内でガリウムを溶融し横磁場中にて疑似結晶を融液に浸して回転させた。種々の強度の磁場を印加した際、融液中に生じる渦電流による誘起磁場を測定した。外見上常に融液流は静止しているよう見えるものの、印加磁場強度の増大に伴い、誘起磁場はいったん増加し、次に減少した。即ち、印加磁場強度の増大にともない、融液流が抑制されていることが判明した。以上のことより表面流動観察等では観察しきれないほどの微少な流れが非接触にて測定し得ることが判った。 2.磁場印加による物質移動現象制御: シリコン単結晶作成における酸素移動機構について明らかにするとともに、従来とは異なる磁場印加法であるカスプ磁界による酸素移動の制御を行った。本法によりシリコン結晶中における酸素濃度及び面内方向、軸方向の酸素分布の詳細な制御を可能とした。 3.強磁場印加単結晶作成装置の開発: 酸化物融液に磁場を印加した。酸化物融液は半導体や金属に比べ電気伝導度が小さいため、通常の磁場印加引き上げ法における印加磁場範囲(3000ガウス程度)ではその効果は認められなかった。しかし、従来より数十倍の磁場を印加することにより、磁場印加による対流抑制効果が得られれば、成長縞等の無い良質の酸化物結晶が作成できるとの観点により、数テスラの磁場が印加できる結晶作成装置を作成した。これ以外にも、高周波誘導加熱による単結晶作成に関する、誘起磁場と炉内温度分布との関係を数値解析により明らかにした。
引上げ法による単結晶育成時の流動ならびに伝熱特性に関する研究

塚田隆夫

1986年～ 1987年

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単結晶育成時の融液、結晶内の温度場、流れ場を推測する手段として計算機シミュレーションとシミュレーション実験があるが、本年度は主に計算機シミュレーションを行った。即ち、擬定常、軸対称の仮定のもとで連続式、Navier-Stokes方程式及びエネルギー方程式を解くことにより速度、温度場を、固液界面での温度条件、Young-Laplace式より固液界面、融液自由表面形状を求めた。尚解析手法にはガラーキン有限要素法を用いた。ここではシリコンを対象とし、様々な操作条件下(結晶,るつぼの回転,るつぼ壁温)で数値解析を行った。得られた数値解析結果は比較的小さな結晶径の場合に限られるが融液自由表面,固液界面形状も含め、融液,結晶内部の温度分布及び速度分布を予測できるものと考えられ、特に育成時マランゴニー効果あるいは融液自由表面形状の流れ場に及ぼす影響が大きいことがわかった。また、実操作において固液界面形状をできる限り平担にするための一手段として炉内への輻射熱遮蔽体の挿入を考え、熱伝導支配の仮定のもとで結晶、融液内の温度場を解析することにより、界面形状に及ぼす遮蔽体の影響を検討した。尚、この場合の対象もシリコンである。その結果、遮蔽体の形状あるいは挿入位置を適切に選択すると固液界面形状をかなり平坦に近くできることがわかった。シミュレーション実験については現在装置を作製中であり、今後この装置を用いて、結晶、るつぼの回転速度あるいはるつぼ壁と結晶の温度差を変えることにより共存対流域でのモデル流体中の流れ及び伝熱状態を明らかにする予定である。
非劣化性支持液膜の実用装置の開発

藤縄勝彦, 塚田隆夫, 今石宣之, 宝沢光紀

1986年～ 1986年

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支持液膜を実用化するに際しての最大の問題点である液膜の劣化の主原因は支持体に含浸させた抽出剤の溶出である。本研究では溶解度の比較的大きな抽出剤にも適用できる非劣化性支持液膜(長寿命液膜)を開発した。その原理は支持体として不織布を裏打ちしたラミネート膜を用い、膜の一端を膜液に浸すことにある。尚膜液は消費された分だけ適当に補給する。この支持液膜を秋田県小坂の同和鉱業で稼動しているGa,Inの湿式製錬プロセスに応用した。このプロセスには三つの抽出,逆抽出工程がある。第1段階はGa,InのVersatic酸を用いた予備濃縮工程,第2,3段階はIPE(イソプロピルエーテル)及びTBP(りん酸トリブチル)によるGa,Inの分離,回収工程である。TBP,IPEは従来液膜に使われていたLIX 64Nなどの百〜一万倍も溶解度が大きく、安定な支持液膜は作れないと考えられていた。本研究では、まずTBPによるInの抽出を長寿命支持液膜を用いて行ったところ膜液の補給がなければ60時間で膜破壊が起こるのに対して、100%TBPを0.3【cm^3】/hr補給するだけで200時間以上劣化しない液膜を実現できた。さらにこの方法をTBPより200倍も溶解度の大きいIPEにも適用した。その結果IPEの場合n-ドデカンのような膜補剤を膜液に添加し、膜液補給速度を増加させることにより200時間以上Gaの流束を一定に保つことができた。GaやInの流束に及ぼす被抽出液側金属濃度の影響を調べ、実プロセスに必要な膜長を計算したところ、Ga-IPE系,In-TBP系の双方について約4mとなり十分実用可能なことがわかった。また第一段階の濃縮工程にも支持液膜の応用を検討したが、この場合は抽出試薬としてVersatic酸よりα-プロモデカン酸が優れていることが明らかとなった。しかしそれでも抽出速度が小さいのでこの工程には乳化液膜法を適用する方が実用的である。

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社会貢献活動 6

講習会「泡発生のメカニズムと制御法およびトラブル対策」（主催：（株）日本テクノセンター）

2009年5月7日～

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講習会の講師として講演する。
講習会「泡の発生メカニズムとその評価および消泡・脱泡技術」（主催：(株)Ｒ＆Ｄ支援センター）

2009年2月27日～

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講習会の講師として講演する。
講習会「泡の発生メカニズムとその制御・消泡・脱泡技術について」（主催：株式会社産業科学システムズ）

2009年1月20日～

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講習会の講師として講演する。
セミナー「泡の発生メカニズム解析と消泡・脱泡技術」（主催：（株）技術情報協会）

2008年9月17日～

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セミナーの講師として講演する。
セミナー「気泡の発生・運動とその測定および消泡・脱泡技術入門」（主催：株）テクノシステム）

2008年9月3日～

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セミナーの講師として講演する。
講習会「泡の基礎・メカニズムと起泡・消泡テクニック」（主催：（株）情報機構）

2008年6月10日～

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講習会の講師として講演する。

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その他 5

高度ものづくり支援―超高温熱物性計測システムの開発

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電磁浮遊法に静磁場を重畳することによって液滴の振動及び対流を抑制かつ制御し，高温浮遊液滴の熱伝導率，比熱，放射率，密度，表面張力を測定する要素技術を確立し，各要素技術を高温融体の物性計測システムとして一つにまとめたプロト機を製作する。
単結晶成長炉内の輸送現象と結晶欠陥との相関

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本研究は、工業的に利用されているCZ炉に関して、融液内対流、固液界面近傍の熱拡散場、固液界面形状、さらには固液界面上の局所結晶成長速度や不純物濃度の時空間変動を解析するための手法を確立し、操作条件⇔融液内熱拡散場の時空間変動⇔結晶の欠陥の相関を明らかにする。
ナノ粒子分散高分子薄膜の塗膜欠陥形成過程の精密解析

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本研究では、シリコン基板に塗布したコンポジット薄膜のアニーリング操作に伴うdewetting現象の発生・成長過程のその場観察を行い、dewetting現象に及ぼすナノ粒子の存在の影響を実験的に検討する。
酸化物・フッ化物単結晶成長プロセスの革新的シミュレーション技術の確立

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チョクラルスキー（CZ）法による酸化物単結晶成長プロセスを対象とし、融液内対流の３次元非定常性を考慮した総合熱解析手法を開発し、固液界面形状等に及ぼす操作条件の影響を検討する。
不均一温度・濃度場において発現する対流パターンと相分離構造との相関

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本研究の目的は、重力効果に加えて、2成分混合液膜層内に温度勾配、初期濃度勾配、さらにはこれら分布に起因して発現するマクロスケールの対流が存在する場合の相分離過程・構造を系統的に検討することである。ここでは、この目的を達成するために、1) 相分離現象及び対流パターンのその場観察実験、並びに2) 温度勾配及び初期濃度勾配共存下での相分離現象の数値シミュレーションを行う。