(57)【要約】【課題】  物質の相変態中の相変態量を、正確、かつ簡便に測定できる方法を提供する。【解決手段】  相変態を測定する物質１を坩堝２に入れ、坩堝２を電気炉３中に設置し、支持棒２ａによって電子秤４に吊り下げる。電気炉３を超伝導コイル５による勾配磁場中に配置し、物質１が勾配磁場によって受ける力を測定する。勾配磁場中の物質は、勾配磁場方向に、物質全体の磁化率に応じた力を受け、この力の大きさは、物質を構成するそれぞれの相の磁化率と、それぞれの相の存在比率に依存することを利用して、物質の相変態中の相変態量を、正確、かつ、簡便に測定する。【選択図】  図１
2005214885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物質を勾配磁場中に配置し、この物質を連続的に昇温または冷却すると共に、上記勾配磁場から上記物質が受ける力を測定し、この力から上記物質の磁化率を測定し、この磁化率と上記物質の相変態に係わる各相の磁化率とから、上記物質の相変態中の相変態量を求めることを特徴とする、物質の相変態中の相変態量を測定する方法。
【請求項２】
前記勾配磁場から物質が受ける力の測定は、前記物質を装填した容器が勾配磁場から受ける力を測定し、この力から、容器が勾配磁場から受ける力を差し引いて求めることを特徴とする、請求項１に記載の物質の相変態中の相変態量を測定する方法。
【請求項３】
前記物質の相変態に係わる各相の磁化率は、前記昇温または冷却過程において各相が単一相である領域の前記磁化率の測定値から求めることを特徴とする、請求項１に記載の物質の相変態中の相変態量を測定する方法。
【請求項４】
前記勾配磁場の方向を重力方向に設定し、前記容器を秤に鉛直に吊り下げ、この秤で、前記物質と容器の自重、前記容器が勾配磁場から受ける力、及び前記物質を装填した容器が勾配磁場から受ける力を測定し、この物質を装填した容器が勾配磁場から受ける力の測定値から、前記物質と容器の自重及び前記容器が勾配磁場から受ける力を差し引いて、前記勾配磁場から前記物質が受ける力を測定することを特徴とする、請求項１に記載の物質の相変態中の相変態量を測定する方法。
【請求項５】
前記勾配磁場の方向を重力方向に設定し、前記容器を水平に配設した秤に載置し、この秤で、前記物質と容器の自重、前記容器が勾配磁場から受ける力、及び前記物質を装填した容器が勾配磁場から受ける力を測定し、この物質を装填した容器が勾配磁場から受ける力の測定値から、前記物質と容器の自重及び前記容器が勾配磁場から受ける力を差し引いて、前記勾配磁場から前記物質が受ける力を測定することを特徴とする、請求項１に記載の物質の相変態中の相変態量を測定する方法。
【請求項６】
前記物質が反磁性体、常磁性体等の磁化率が小さな物質である場合に、前記勾配磁場を超伝導コイルによって形成することを特徴とする、請求項１〜５の何れかに記載の物質の相変態中の相変態量を測定する方法。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかに記載の方法を使用する、物質の相変態中の相変態量を測定する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は物質の各種相変態中の相変態量を測定する方法及び装置に関し、さらに詳しくは、相によって異なる物質の磁化率から相変態量を直接に求める方法及び装置に関する。  
【０００２】
近年、物質を結晶化すること無しにガラス状態で固化することによって、結晶化固体では得られない新規な特性を有する固体が得られることがわかってきた。例えば、従来の結晶化した金属に較べて、強度、靱性に優れた金属ガラス、あるいは、軟磁気特性に優れた磁性体金属ガラスが得られている（非特許文献１参照）。また、ガラス状態で固化した酸化物高温超伝導体、すなわち、アモルファス状態の酸化物高温超伝導体材料が将来の酸化物高温超伝導体材料として注目されている（非特許文献２参照）。また、極めて多くの種類の物質が、ガラス状固体とすることによって、従来の結晶化固体では実現できない新規な特性を発現する新機能材料になると期待されるため、これらの物質のガラス状態での固化法が研究されている。
【０００３】
ところで、これらのガラス状物質、あるいは、アモルファス状物質は、液相から固相に変態する際の過冷却状態における準安定相から形成されると考えられており、各種のガラス状物質、あるいは、アモルファス状物質を生成するためには、過冷却状態における準安定相生成メカニズムや準安定相の固化メカニズムを詳しく知る必要がある。これらのメカニズムを知るためには、準安定相の冷却・昇温過程において時々刻々変化する相変態量をリアルタイムに、すなわち、相変態中の時々刻々の相変態量を時間的に連続して測定できることが必要不可欠である。
【０００４】
また、鋼の生産現場においても、鋼の生産条件と相変態量との相関を知ることは極めて重要である。例えば、マルテンサイト相からなる鋼を焼き入れして、オーステナイト相からなる鋼を生産する場合のように、所定の焼き入れ温度における相変態の速度がわかっていなければ、焼き入れ時間が不必要に長すぎて高コストになったり、逆に、焼き入れ時間が不足して不良品を生産してしまうといったことが生じる。
【０００５】
このように、相変態中の時々刻々の相変態量を時間的に連続して測定できる方法が求められているが、従来、十分信頼できるデータが得られる方法は存在しない。従来のこれらの方法としては、（１）熱分析法、（２）示差熱分析法、（３）示差熱操作熱量計測法、（４）透過Ｘ線トポグラフ法などが知られている。
【０００６】
（１）の熱分析法は、昇温、冷却の過程で試料の温度を測定し、昇温曲線あるいは冷却曲線の勾配の変化から相変態が生ずる温度を求める方法である。（２）の示差熱分析法は、試料を相変態を起こさない標準物質と共に定速で加熱または冷却し、両者の間に生じる温度差を時間または温度に対して記録し、この温度差から相変態に伴う発熱または吸熱量を求め、この熱量から変態量を推定する方法である。（３）の示差熱操作熱量計測法は、試料を標準物質と共に定速で加熱または冷却し、両者の温度差をゼロに保つために供給または放出した熱量を時間または温度に対して記録し、この熱量から変態量を推定する方法である。（４）の透過Ｘ線トポグラフ法は、試料による透過回折Ｘ線強度を測定し、変態量を推定する方法である。
【非特許文献１】http://www.jst.go.jp/pr/evaluation/problem/problem2/erato/20010806-1/proj2.ht... 2004/01/20
【非特許文献２】Ｈ．Ｍｉａｏ  ｅｔ  ａｌ．，Ｐｈｙｓｉｃａ  Ｃ  ３２０（１９９９）７７−８６．
【非特許文献３】井口洋夫著  実験化学講座９巻  丸善株式会社、初板発行１９７４年  ｐ．１０．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記方法のうち、（１）の方法は、相変態の生じる温度がわかっても、温度から相変態量を求めることはできない。（２）及び（３）の方法は、相変態中の時々刻々に変化する発熱量或いは吸熱量は測定できるものの、熱量は熱力学的量であるため、熱量から相変態量を求めることは、特別な例を除いて一般に困難である。また、（４）の方法は、透過回折Ｘ線強度が、相変態量のみならず、試料の粒径や表面の形状等によっても変化するので定性的な評価に止まり、相変態量を定量化することは困難である。
このように、物質の各種相変態中の相変態量を正確、かつ、簡便に測定する方法が求められているにもかかわらず、従来の方法では、物質の各種相変態中の時々刻々変化する相変態量を正確、かつ、簡便に測定することができない。
【０００８】
上記課題に鑑み本発明は、物質の相変態中の相変態量を、正確、かつ、簡便に測定できる方法及びその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の物質の相変態中の相変態量を測定する方法は、物質を勾配磁場中に配置し、物質を連続的に昇温、または冷却すると共に、勾配磁場から物質が受ける力を連続的に測定し、この力から物質の磁化率を測定し、この磁化率と相変態に係わる各相の磁化率とから、相変態中の相変態量を求めることを特徴とする。
【００１０】
この方法の測定原理を説明する。同一の物質であっても相が異なれば磁化率が異なる。例えば、固相と液相では磁化率が異なり、さらに、固相であっても、相の結晶構造が異なれば、結晶磁気異方性によって磁化率が異なり、またさらには、液相であっても液晶構造によって磁化率は異なる。勾配磁場中の物質は、勾配磁場方向に、物質全体の磁化率に応じた力を受け、この力の大きさは、物質を構成する各相の磁化率と、各相の存在比率に依存して変化する。従って、勾配磁場中に物質を配置し、物質を連続的に昇温、または冷却すると共に、勾配磁場から物質が受ける力を連続的に測定し、この力から物質の磁化率を求め、この磁化率と既知の各相の磁化率を使用して、各相の存在比率を求めることができる。この各相の存在比率によって、相変態中の時々刻々の相変態量を測定できる。
従来技術の示唆熱分析法のように熱量から相変態量を求める方法は、物質の相変態における熱力学的諸量が全て既知でなければ求めることができず、一般にこれらの熱力学的諸量を求めることは容易ではない。一方、本発明の方法によれば、磁化率は相と一対一に対応して異なり、かつ、物質が勾配磁場中で受ける力は、磁化率の異なる相の存在比率によって一義的に定まるから、各相の固有の磁化率が前もって知られていれば、物質の相変態中の相変態量を正確、かつ、簡便に測定できる。
また、本発明の方法が適用できる物質の相変態は、固相と液相間、固相と気相間、液相と気相間、固相間、あるいは液相間の相変態である。
【００１１】
また、本発明の方法によれば、勾配磁場から物質が受ける力を測定する際に、物質を装填した容器が勾配磁場から受ける力から、容器が勾配磁場から受ける力を差し引いて求めるので、使用する容器の磁化による影響を受けることがなく、極めて高い精度で物質の相変態中の相変態量を測定することができる。
【００１２】
また、本発明の方法によれば、物質の相変態に係わる各相の磁化率を、上記本発明の方法で測定した、昇温または冷却過程の磁化率のうち、各相が単一相である領域の磁化率の温度依存性から求めるので、磁化率が未知の相であっても、前もって磁化率を測定する必要がなく、極めて容易に物質の相変態中の相変態量を測定することができる。
【００１３】
また、本発明の物質の相変態中の相変態量を測定する方法は、勾配磁場の方向を重力方向に設定し、容器を秤に鉛直に吊り下げ、この秤で、物質と容器の自重、容器が勾配磁場から受ける力、及び物質を装填した容器が勾配磁場から受ける力を測定し、物質を装填した容器が勾配磁場から受ける力の測定値から、物質と容器の自重、及び、容器が勾配磁場から受ける力を差し引いて、勾配磁場から物質が受ける力を測定することを特徴とする。  勾配磁場の方向を重力方向に設定し、容器を水平に配設した秤に載置し、この秤で、物質と容器の自重、容器が勾配磁場から受ける力、及び物質を装填した容器が勾配磁場から受ける力を測定し、物質を装填した容器が勾配磁場から受ける力の測定値から、物質と容器の自重、及び、容器が勾配磁場から受ける力を差し引いて、勾配磁場から物質が受ける力を測定しても良い。
これらの方法によれば、勾配磁場による力の方向と重力の方向が一致しているので、垂直方向の力を測定する一つの秤で、勾配磁場から受ける力や物質及び容器の自重を測定することができ、装置構成を極めて簡素にできるので、物質の相変態中の相変態量を正確、かつ、容易に測定することができる。
【００１４】
さらに、本発明の方法は、反磁性体や常磁性体のように磁化率の小さい物質の場合には、超伝導コイルを使用して、強度が大きい勾配磁場を使用することが好ましい。
物質は、強磁性体、反強磁性体及び常磁性体の何れかであり、磁化率は、強磁性体で大きく、反強磁性体及び常磁性体で小さい。従って、物質が反磁性体や常磁性体のように磁化率が小さい場合には、通常のコイル、すなわち、超電導を利用しないコイルによる磁場及び勾配磁場を使用したのでは、物質が勾配磁場から受ける力が小さく精度が悪い。超伝導コイルを使用すれば、通常のコイルに比して数千倍の磁場強度、及び勾配磁場強度が得られるので、セラミクスやプラスチックと言った磁化率の小さい常磁性体物質であっても、相変態中の相変態量を正確、かつ容易に測定することができる。また、超伝導コイルの消費電力は極めて小さいので、低コストで測定できる。
【００１５】
本発明の物質の相変態中の相変態量を測定する装置は、物質を装填する容器と、この容器に勾配磁場を印加する電磁コイルと、物質を装填する容器に働く力を測定する力測定器と、物質を加熱または冷却する電気炉と、物質の温度を測定する温度測定器とを構成要素としており、上記本発明の物質の相変態中の相変態量を測定する何れかの方法に基づいて、物質の相変態中の相変態量を測定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の方法及び装置によれば、正確かつ容易に相変態中の相変態量を測定することができるので、例えば、ガラス状固体の生成メカニズムを正確かつ容易に解明できるようになる。また、相変態工程を必要とする各種製造工程において、相変態の制御条件が正確かつ容易に求められるようになるので、これらの製造物を高品質に、かつ、低コストで製造できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて詳細に説明する。この実施の形態は、本発明の方法のうち、物質を装填する容器を秤に吊るし、勾配磁場方向を重力方向に一致させて測定する方法の例である。
図１は、本発明の方法に用いる装置の一例を模式的に示す断面斜視図である。図において、１は相変態を測定する物質であり、物質１は円筒型の坩堝２に入れられており、坩堝２は電気炉３中に設置され、かつ、坩堝２と一体物の内部に熱電対を通すための空洞を有する支持棒２ａによって電子秤４に吊り下げられている。電気炉３は超伝導コイル５中に設置されている。超伝導コイル５は、その発生する磁場の方向が鉛直、すなわち重力方向に一致するように設置されており、また、物質１に勾配磁場が印加されるように、電気炉３及び物質１を超伝導コイル５の出口付近に設置しており、詳しくは、磁束密度Ｂと磁束密度の勾配ｄＢ／ｄｚの積が最大になる点に設置しており、この場合には、最小の超伝導電流で最大の磁場効果が得られる。また、物質１の相変態中の温度を測定するため、支持棒２ａの空洞を通して熱電対６を配設している。
使用する坩堝２の材質は、測定する温度範囲で相変態がなく、かつ、磁化率の小さいものが好ましく、測定温度範囲が１０００℃程度であれば、アルミナや白金製の坩堝が好ましい。
【００１８】
図１の装置を用いて相変態量を測定するには、以下の順序で行う。
（ａ）初めに、坩堝２に物質１を装填せず、電気炉３を加熱せず、かつ磁場を印加しない状態で、電子秤４により坩堝２の重量ＧC を測定する。
この工程は、以下に説明する工程（ｄ）の測定値から坩堝２の重量ＧC を差し引くために行う。
【００１９】
（ｂ）次に、坩堝２に物質１を装填せず、測定に使用する勾配磁場と同じ大きさの勾配磁場を印加した状態で、電気炉３を相変態量の測定温度範囲にわたって加熱または冷却し、加熱または冷却過程の、各々の時間または温度における電子秤４の示す重量ＧCHを測定する。
この工程は、以下に説明する工程（ｄ）の測定値から坩堝２が勾配磁場から受ける力を差し引くために行う。すなわち、磁化率の小さな坩堝２を使用するといえども、勾配磁場中で坩堝２は力を受け、また、坩堝２の磁化率は温度によって変化するためである。もちろん、相変態量を測定しようとする物質１の磁化率が坩堝２の磁化率に較べて大きく、測定誤差が無視できる場合には、特定の温度、例えば室温で測定した値を使用することができる。ＧCHは坩堝２の自重ＧC と坩堝２の磁化が勾配磁場によって受ける力ＦC との合力である。
【００２０】
（ｃ）次に、坩堝２に物質１を装填し、電気炉３を加熱せずに、かつ、磁場を印加しない状態で、電子秤４により重量ＧT を測定する。
この工程は、以下に説明する工程（ｄ）の測定値から物質１の重量ＧM と坩堝２の重量ＧC を差し引くために行う。ＧT は物質１の重量ＧM と坩堝２の重量ＧC の合力である。            
【００２１】
（ｄ）次に、坩堝２に物質１を装填し、勾配磁場を印加し、かつ、電気炉３により物質１を昇温、または冷却すると共に、熱電対５及び電子秤４により、物質１の温度、及び電子秤４の示す重量ＧTHを連続して測定する。
【００２２】
次に、測定した上記の諸々の重量から相変態量を求める方法の一例を説明する。物質の磁化率をＧｏｕｙ法（非特許文献３）で求める例を示す。
磁化率の異なる相が均一に混合した物質は、物質の各点において、各相の磁化率及び各相の混合割合に応じた、物質全体の平均的磁化率、すなわち物質の磁化率を有している。この物質を勾配磁場中に置くと、物質の各点は、勾配磁場強度と物質の磁化率に応じた力を受け、この力を物質全体にわたって積分することにより、物質全体が勾配磁場から受ける力、すなわち、物質が勾配磁場から受ける力を物質の磁化率の関数として表すことができる。Ｇｏｕｙ法によれば、勾配磁場強度が一定で、物質の形状が印加磁場方向に軸対称な形状、例えば、図１の円筒形状の場合には、物質が勾配磁場から受ける力ＦM は、（１）式で表される。
【数１】
2005214885.tif 000003
ここで、磁場印加方向はｚ軸方向であり、Ｓは物質の断面積［ｍ2 ］、Ｌは物質の高さ［ｍ］、μ0 は真空透磁率［Ｈ／ｍ］、ｍs は物質の質量［ｋｇ］、χm は物質の質量磁化率［ｍ3 ／ｋｇ］、ＢL は物質の上端における磁束密度［Ｔ］、Ｂ0 は物質の下端における磁束密度［Ｔ］、及びＦm は物質の任意の位置ｚにおける単位断面体積が勾配磁場から受ける力である。
【００２３】
ところで、坩堝２に物質１を装填し、勾配磁場を印加し、電気炉３により物質１を昇温または冷却する際の、物質１を装填した坩堝２が勾配磁場から受ける磁気力、すなわち、物質１が受ける磁気力と坩堝２が受ける磁気力の合力の磁気力Ｆ’は、上記工程（ｄ）、（ｃ）で測定したＧTH、及びＧT から、次式（２）で求められる。
【数２】
2005214885.tif 000004
【００２４】
また、坩堝２が受ける磁気力ＦC は、上記工程（ｂ），（ａ）で測定したＧCH、ＧC から、次式（３）で求められる。
【数３】
2005214885.tif 000005
物質１が受ける磁気力Ｆは、Ｆ’からＦC を引くことによって求まり、（２）、（３）式を用いて次式（４）で表される。
【数４】
2005214885.tif 000006
（４）式のＦが（１）式のＦZ に等しいと置くことによって、物質１の質量磁化率χm は次式（５）で表される。
【数５】
2005214885.tif 000007
【００２５】
また、上記（３）、（４）及び（５）式の計算を、加熱または冷却過程の、各々の時間または温度における測定値を用いて、磁化率χm を各々の時間または温度毎に求めることにより、容器の磁化率による測定誤差を完全に取り除いた、極めて正確な、物質の相変態中の磁化率χm を求めることができる。
【００２６】
次に、（５）式によって求めた物質１の質量磁化率χm から、相変態量を求める方法を説明する。例として、相変態が固相と液相の間の相変態であり、相変態量として固相率、或いは液相率を求める場合を説明する。
液相及び固相の磁化率をχml、χmsとし、温度に対して固相と液相の磁化率χml、χmsが、それぞれ温度Ｔの一次関数で表せると仮定し、次式（６），（７）のように表す。
【数６】
2005214885.tif 000008
【数７】
2005214885.tif 000009
尚、Ｃl1及びＣl2は、χmlをＴの一次式で近似する定数であり、Ｃs1及びＣs2は、χmsをＴの一次式で近似する定数である。
Ｃl1及びＣl2は、加熱過程の場合には、固相が完全に液相に変態した直後の上記（５）式を用いて求めた磁化率の温度依存性から定めることができ、あるいは、冷却過程の場合には、液相がリカレッセンスを開始する直前の上記（５）式を用いて求めた磁化率の温度依存性から定めることができる。同様に、Ｃs1及びＣs2は、加熱過程の場合には、固相が融点に到達する直前の上記（５）式を用いて求めた磁化率の温度依存性から定めることができ、あるいは、冷却過程の場合には、液相が完全に固相に変態した直後の上記（５）式を用いて求めた磁化率の温度依存性から定めることができる。
【００２７】
相変態中、すなわち、固相と液相が混在した状態中の液相率及び固相率を、それぞれ、ｆl 、ｆs とすると、上記（５）式を用いて求めた相変態中の磁化率χm は、次式（８）で表される。
【数８】
2005214885.tif 000010
さらに、ｆl とｆs は次式（９）の関係があり、
【数９】
2005214885.tif 000011
（８）、（９）式から、固相率ｆs は次式（１０）で表される。
【数１０】
2005214885.tif 000012
（１０）式は、（５）式を用いて求めた相変態中の物質１の磁化率χm と、（６）及び（７）式から求めた磁化率χml、χmsとから、相変態中の相変態量、すなわち固相率ｆs が求められることを示している。
また、加熱または冷却過程の、各々の時間または温度における測定値に基づいて各々計算した磁化率χm を用いて（１０）式を計算することにより、容器の磁化率による測定誤差を完全に取り除いた極めて正確な物質の相変態中の相変態量を求めることができる。
【実施例１】
【００２８】
融解過程の実施例について説明する。
図１に示した装置を用いて、ビスマス１ｇを相変態量測定用試料とした。坩堝はアルミナ製であり、熱電対は磁化率の小さいＲ熱電対を用いた。雰囲気は金属の酸化を防ぐために高純度ＡｒガスかＡｒ−Ｈ2 混合ガス雰囲気とした。上記工程（ａ）〜（ｄ）を行い、これらの測定値から、（５）式に従ってχm を求めた。
【００２９】
図２は、本発明の方法による融解過程の磁化率χm の測定結果を示す図である。図において、横軸は試料の温度を示し、縦軸は質量磁化率χm を示す。
図から、ビスマスの固相状態の磁化率は温度の上昇に伴ない融点近傍まで直線的に増加することがわかる。また、２８４℃以上のビスマスの液相状態の磁化率は温度の上昇に対してほぼ一定であることがわかる。これらの直線から、（６）、（７）式に従って固相の磁化率χms、及び液相の磁化率χmlを求めた。
図において、融点２７１．４℃において磁化率は急激に増加することから、相変態に伴う磁化率の変化は大きいことがわかり、本発明の方法によれば、正確に相変態量を測定できることがわかる。また、固相が消失する、すなわち、物質全てが液相に相変態する直前の磁化率の変化は曲線的であることがわかる。
【００３０】
図３は、図２に示した融解過程を種々の昇温速度で行い、磁化率χm の測定結果から、上記（１０）式に従って固相率ｆs を求め、固相率ｆs の昇温速度依存性を示した図である。図において、横軸は、試料温度が融点に達した時点、すなわち液相化が開始した時点を時間原点とした経過時間軸であり、縦軸は固相率ｆs を示す。昇温速度は、３．１℃／ｍｉｎ、６．８℃／ｍｉｎ、１０．３℃／ｍｉｎ、及び１６．７℃／ｍｉｎである。
図は、相変態速度が昇温速度に極めて敏感に依存することを示しており、このことは、本発明の方法が、相変態量を正確に測定できることを示している。
【実施例２】
【００３１】
図４は、実施例１と同様にビスマス１ｇを、溶融状態から勾配磁場下で冷却し、液相から固相に推移する過程での磁化率χm の時間推移、及び温度の時間推移を測定した結果を示す図である。図において、横軸は、リカレッセンスが生じる時点を原点とした経過時間を示し、左側の縦軸は上記（５）式に従って求めた磁化率χm を示し、右側の縦軸は温度を示す。
図４において、ビスマス液相は、マイナス１５０秒から過冷却状態になり、０秒に到るまでに約２０℃の過冷却が生じることがわかる。また、０秒でリカレッセンスが生じることがわかる。また、リカレッセンスが生じるまでは、磁化率χm がほとんど変化せず、リカレッセンスが生じると同時に磁化率χm が急激に変化しており、固相への相変態は、過冷却状態では生じずに、リカレッセンスの生起と連動して生ずることが極めて明瞭にわかる。
【００３２】
図５は、過冷却状態の開始から溶融状態の終了に到るまでの固相率と温度の変化を、冷却速度をパラメーターとして示した図であり、横軸は温度、縦軸は上記（１０）式に従って求めた固相率である。なお、図中図は、図４の温度−時間曲線を再掲したものである。冷却速度は、１０．８℃／ｍｉｎ、９．５℃／ｍｉｎ及び５．５℃／ｍｉｎである。
図５から、リカレッセンスが生起し、リカレッセンスが終了するまでに、冷却速度に依存せずに、全相のうち、約２０％が固相に相変態していることがわかる。このことは、従来知られておらず、本発明の方法によって初めて明らかにされたものである。
【００３３】
図６は、液相が全て固相になる経過時間、すなわち、完全固相変態時間を冷却速度をパラメーターに測定したものであり、横軸はリカレッセンス開始時間を時間原点とした経過時間を示し、縦軸は、磁化率χm の測定結果から、上記（１０）式に基づいて求めた固相率を示す。冷却速度は１０．８℃／ｍｉｎ、９．５℃／ｍｉｎ、及び５．５℃／ｍｉｎである。
図６から、冷却速度によって、完全固相変態時間に差が生じることがわかる。従って、本発明の方法は、鋼の生産現場のように、相変態速度を正確に知る必要がある産業分野に於いて、極めて有用であることがわかる。
【００３４】
なお、上記説明は、固相と液相間の相変態量の測定方法及び装置について説明しているが、この説明によって明らかにした測定原理によれば、固相と気相間、液相と気相間、固相間、あるいは液相間の相変態量の測定も可能なことは明かである。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の方法及び装置によれば、物質の相変態中の相変態量を正確かつ、容易に測定できるので、相変態中のメカニズムの解明に役立ち、例えば、今後増えると予測されるガラス状固体の生成メカニズムの解明に役立つ。また、鋼生産のように、相変態工程を必要不可欠とする生産現場で使用すれば、製品の品質を向上できると共にコストを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の方法に用いる装置の一例を模式的に示す断面斜視図である。
【図２】本発明の方法による、ビスマスの融解過程の磁化率χm の測定結果を示す図である。
【図３】図２に示した融解過程を種々の昇温速度で行い、本発明の方法により求めた固相率ｆs の昇温速度依存性を示した図である。
【図４】本発明の方法による、ビスマスの溶融状態からの冷却過程の磁化率χm の時間的推移、及び温度の時間的推移の測定結果を示す図である。
【図５】本発明の方法による、過冷却状態の開始から溶融状態の終了に到るまでの、冷却速度をパラメーターとした、固相率と温度の測定結果を示す図である。
【図６】本発明の方法による、冷却速度をパラメーターとした、完全固相変態時間の測定結果を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  物質
２  容器
３  電気炉
４  電子秤
５  超伝導コイル
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図３】
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