hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
メゾスコピッククラスタービームによる有機電子材料のダメージフリー・ナノ加工

Ar等から形成されたメゾスコピッククラスタービームを用い、ピックアップセルを用いた混合クラスター形成や、荷電状態、クラスターサイズ、照射中雰囲気ガスなどを変化させて有機材料のダメージフリー・ナノ加工を行った。損傷評価には主としてGCIBと真空一貫で接続された光電子分光分析装置を用いた。その結果、低イオン化電子電圧による多価クラスターイオン生成の抑制や、クラスターサイズ制御、水蒸気等の雰囲気ガス制御を行うことにより、低損傷で有機材料の加工が可能であることを示した。本研究では、高エネルギー粒子の照射によって容易に損傷が生じる有機電子材料に対し、数万数十万個の原子・分子が塊となったメゾスコピッククラスタービームを用いて、ダメージフリー・ナノ加工を行う。一原子あたりのエネルギーを1eV以下に低減するとともに、クラスターサイズや荷電状態・エネルギー・ガス混合比といった状態を制御し、有機電子材料のナノ加工における最適条件を見いだす。さらに、メゾスコピッククラスタービームと既存リソグラフィ技術を組み合わせ、有機電子材料に幅100nm以下のナノ構造を形成することにより、有機フォトニクス素子、有機半導体等や無機・有機融合デバイスの応用を検討する。マスクの改良が進めば、10nm程度のナノ構造形成を目指す。平成23年度は、20V程度の低イオン化電子電圧でも大電流を得られるイオン源を開発し、低エネルギーイオン化電子による中性クラスタービームのイオン化を行うことにより、多価イオン形成に伴う有機材料の照射損傷を低減できることをin-situ XPS装置を用いて確認することができた。また、高周波偏向板を用いた速度選別器を用いることにより、クラスタービームの一原子あたりのエネルギーを制御することにより、有機材料の低損傷加工が可能であることを示した。さらに、液体材料と気体材料を混合したクラスタービームを形成するため、液体材料を気化しガスクラスタービームと結合させるピックアップセルを導入した。酢酸雰囲気中で酸素クラスターイオンが酢酸分子と衝突することにより、気液混合クラスタービームを形成することに成功した。平成25年度は、電子衝撃イオン化エネルギーを30V程度に低下させることにより、メゾスコピッククラスターイオンビーム中の多価クラスターイオンの生成を抑制し、低損傷での有機材料加工を行った。さらに、クラスターイオン照射中の雰囲気ガスとして水分子を導入し、クラスターイオン照射による表面での高温・高圧状態形成効果により、表面吸着した水分子と有機材料との反応が促進され、有機材料のエッチング速度増大効果があることを見いだした。その結果、有機材料の損傷層も小さくなり、さらなる低損傷加工が可能であることを示した。平成24年度は、ピックアップセル内に気相酢酸を1x10-3Pa程度導入し、セル内で酸素あるいはアルゴンクラスターイオンと衝突させることにより、酢酸混合クラスターイオンビームの形成を行った。飛行時間質量分析法で平均クラスターサイズを計測したところ、平均クラスターサイズ20000程度の酢酸・酸素混合クラスターイオンが形成していることを確認した。加速エネルギーが20keVの場合、一分子あたりのエネルギーが1eVという超低エネルギーイオンビームを実現できた。さらに、この有機酸混合ガスクラスターイオンビームは、有機材料の低損傷エッチングだけでなく、白金、磁性膜などの従来のエッチングでは困難な材料のエッチングにも応用できることを示した。計画書で記載した平成23年の計画をほぼ達成できているため。25年度が最終年度であるため、記入しない。ピックアップセルを用いて数万数十万個の原子・分子が塊となったメゾスコピッククラスタービームを形成し、各種材料の低損傷エッチングを実現した。計画書で記載した平成24年度の計画をほぼ達成できていると考えられる。

次年度はピックアップセルの改良を行い、液体・気体混合クラスタービームの大電流化を検討する。また、クラスタービームを照射された表面が非常に反応しやすくなるため、雰囲気ガスを導入することによりエッチングの増速を検討する。25年度が最終年度であるため、記入しない。数万個数十万個の原子・分子が結合したガスあるいは液体を混合したメゾスコピッククラスターイオンビームを用い、有機電子材料のダメージフリー・ナノ加工を検討する。メゾスコピッククラスターイオン照射後の表面は非常に活性となるため、イオン源とX線光電子分光測定(XPS)が真空一貫で接続された装置を用いる。また、反応性ガスをメゾスコピッククラスターイオンビーム照射中に導入し、エッチング速度の向上を検討する。さらに微細マスクを形成し、有機電子材料のダメージフリーパターニングを検討する。
スペシャル・ニーズのある児童・生徒の数学学習支援データベースの作成

本研究のそもそもの関心は、基礎的な算数・数学の学習の達成がすべての子どもに対してどのような教授学習の過程で担保されうるのか、さらには、人はどのような知的な活動の過程で数学的な創造を実現しうるのかという点にある。その研究方法として、数と計算の学習に学習困難を抱える児童・生徒に治療的な教育を実施し、その活動を観察することにした。その結果として、算数数学学習に学習困難を抱え、つまずいてしまっている児童・生徒が、彼かの困難を克服し、所期の学習を達成させていく過程の記録を蓄積することになった。これらの学習記録は、学習困難を抱える子どもの「生の」記録であり、それ自身、成功的な教育実践であるため、教育現場の教師に参照されることでスペシュルニーズのある子どもへの教育的介入を具体的に改善し得る提案となっている。言い換えれば、様々な形で現れる学習困難に惑わされることなく、成功的な治療的な教育の記録は、一人ひとりの学習達成を展望できるものとなっており、かつ、学習困難な過程に教師が介入していく仕方について多くの示唆を与えるものとなっている。そこで、本研究では、改めて、これらの記録をデータベース化することを目的とし、治療的な教育を継続した。これまで蓄積した、あるいは、なお治療的な教育を継続し蓄積しつっあるデータは、以下のとおりである。・包括性学習障害と判断された子どもの加法の素過程から減法・乗除算の計算までの学習記録・髄膜炎で中枢神経系に致命的なダメージを受けながらも奇跡的に回復しつつある子どもの学習記録・自閉的な、学習低達成の子どもの学習記録・微細な機能障害が中枢神経系にあるかもしれないと思われるスローラーナーの学習記録・繰り下がりのあるひき算でつまずいてしまったローアチーバーだった子どもの学習記録・水頭症による中枢神経系へのダメージがあり、ローアチーバーな子どもの学習記録・知的障害のある子どもの学習記録そのほか、・カナダのスローラーナー、あるいはローアチーバーであった子どもの学習記録。数学学習において学習困難のために極端な遅進(アンダーアチーブメント)に結果してしまう子どもたちがいる。基礎的な数と計算の学習で、期待される学習達成よりかも数年間分の学習の遅れが観察される子どもたちである。学習の達成は、教授/学習の方法の直接的な結果であるが、水頭症や脳性小児麻痩などの場合、脳が傷害あるいは損傷を受け、脳に何がしかの機能不全(dysfunction)が起こり、それが学習困難を引き起こしていると考えられる場合がある。脳の傷害あるいは損傷履歴が明らかでないが、何がしかの脳の機能不全が想定される場合もある。「学習障害」が疑われる場合である。脳に観察できないほどの微細な障害があるのか、器質てきな障害で観察できないのか、学習困難の一次的な原因についてはともかくとして、極端な遅進および学習の困難を中枢神経系の機能不全で説明することができる場合、その子どもの学習困難の実態に即した教授/学習の過程(学習段階)が準備される必要がある。本研究では、このような子どもたちの教授学習の方法の改善や開発に資し、かつ、このような子どもたちの教師が授業や教材を工夫しようとするときに参照できる、このような子どもたちの基礎的な数学(Numeracy)の学習過程データベースを作成することを目的として、このような子どもたちについて治療的な教育を実施すると共に、その記録をデジタル映像化している。

本年度は、典型的な包括性の学習障害の特徴をもつ被験児(本研究の被験児の一人)の、数年間に及ぶ治療的な教育をほぼ終了し、そのデータをコンピュータネットワーク上で参照できるようにデジタル映像化した。(データベースとしての仕上げはまだ)基礎的な数と計算の学習で、極端な遅滞が観察される子どもたちがいる。学習の達成は、教授/学習の方法の直接的な結果であるが、知的障害のために、あるいは、脳に損傷あるいは障害を受け、それによる脳の機能不全(dysfunction)のために、学習困難が引き起こしていると考えられる場合がある。加えて、明らかな脳の傷害あるいは損傷履歴がなく、また大きな知的障害もないが、何がしかの脳の機能不全が学習困難の原因として想定される場合もある。「学習障害」が疑われる場合である。いずれの場合も、極端な学習の遅滞があり、学習困難が中枢神経系の機能不全に関係付けることで説明できる場合、その子どもの学習困難の実態に即した教授/学習の過程(学習段階)が、すなわち、スペシャル・ニーズに応じた教育が準備される必要がある。本研究では、このような子どもたちに対する教授学習の方法を改善・開発するための基礎的・実証的な資料を蓄積するとともに、このような子どもたちの教師が授業や教材を工夫しようとするときに参照できる、このような子どもたちの基礎的数学(Numeracy)の学習過程データベースを作成することを目的としている。本年度は、小学4年時に1桁の数の「たし算」ができなかった、典型的な包括性学習障害の特徴をもつ被験児の、多位数÷多位数までの数年間に及ぶ治療的な教育を終了し、その学習記録のデジタル化を行った。そのほか、スローラーナーと言われる子どもたちの学習記録もデジタル化した。そして、算数/数学の学習につまずきのある子どもたちを診断し資料を収集するとともに、水頭症で、また高熱で中枢神経がダメージを受け、そのために数と計算の学習に困難があると判断できる子どもたちについて治療的な教育を実施し、その記録をデジタル化している。また、そのデータベースをコンピュータネットワーク上で参照できるように、そのシステムを試行的に作成した。基礎的な数学学力(Numeracy)の獲得に学習困難を抱えつまずいたままにされてきた児童生徒の存在が、スペシャル・ニーズのある子どもの教育として改めて教育実践課題となっている。ここで、このような児童生徒を教える教師に具体的かつ直接的に学習達成への見通しを与えるものは、つまずきを克服し基礎的な数学学力を獲得した事例である。このような事例の収集は、数年間にわたる教授/学習の継続が必要なので非常に難しい。本研究では、数と計算の学習にスペシャル・ニーズのある児童・生徒について治療的な教育を行い、学習過程における学習困難の現れ方や学習困難を克服し、所与の学習目標に到達していく様子を観察してきた。
加齢性平衡障害の早期評価と予防プログラムの樹立

高齢化社会を迎えている現在、転倒・転落は社会的な問題となっている。このため、高齢者の平衡障害である加齢性平衡障害についての概念を具体的に確立し、その対策を実行することが急がれている。本研究では、健常な成人の下肢の筋肉の関わりを解析し、姿勢制御がどうなされているのかを詳細に解析し、成人と高齢者の姿勢制御の違いを解明することで加齢性平衡障害の概念の確立と早期の評価を目的とする。さらには、現在問題となっている転倒・転落についてとりあげ、加齢による姿勢制御機能低下の予防プログラムを樹立することを目指す。
ナノデバイスの高速電気応答に関する研究

希釈冷凍機に装着したナノデバイスに対して、50GHz程度までの高周波に対する直流応答測定システムを完成し、カーボンナノチューブ量子ドットに対してその高周波応答を測定した。量子ドットのDC特性から、単一電子に対する帯電エネルギーやゼロ次元離散準位間隔が、ナノチューブの微細性を反映して電子ビームリソグラフィーを用いて作製した量子ドットよりも1桁以上大きくなることを見いだした。また、単一量子ドット上に微細なSiO2を形成することにより、1個の量子ドットを結合した2個の量子ドットに分けることを可能にし、2重結合量子ドットの形成に成功した。このような2重結合量子ドットで、各量子ドットに形成されたゼロ次元離散準位間の共鳴トンネルによる負性微分抵抗、2重結合量子ドットに特有のクーロンブロッケード特性であるストカステッククーロンブロッケード効果を観測した。2重結合量子ドットに対して100mK以下の極低温においてマイクロ波を印可し、そのDC特性を測定した。その結果、マイクロ波を印可する電流電圧特性が原点側にシフトすること(クーロンギャップが小さくなる)、マイクロ波強度を変えたクーロン振動が、マイクロ波を印可しない時のクーロン振動のバイアス電圧依存性に似ていることを見いだした。このような結果は、マイクロ波振動電界が実効的にバイアス電圧に重畳された効果として定性的に理解できる。この場合、量子ドット内電子の(ドット内での)平均滞在時間がマイクロ波の周期よりも長い、すなわち非断熱領域にあり、温度もマイクロ波周波数よりも小さいにも関わらず、特性が周波数に依存しない古典応答を示していることがわかった。このことを理解するためには、閉じこめ準位のエネルギー幅と周波数の大小関係を明らかにする必要がある。本研究ではナノデバイスの高速時間応答を調べるための基本技術の開発を目指している。ナノデバイスは量子効果の発現する極低温下で通常測定されることが多い。また、外来のノイズからデバイスを守るためにデバイスにつながる電気的配線には低周波通過フィルタが挿入されている。したがって、室温部から直接高速応答を測定することは困難である。それを回避するために本研究では、極低温部の試料直近に光伝導サンプリング素子を設置することを想定し、本年度は光サンプリング素子作製技術の開発を目的とした。通常、緩和時間が短い低温成長GaAs素子が用いられるが結晶成長を必要とするので、本研究では通常の半絶縁性基板を用い、櫛形電極間隔を短くすることで応答速度の向上を目指した。電極間隔が0.1,0.3 0.5,0.7,0.9μmの櫛形電極を電子ビームリソグラフィーとリフトオフを用いて、コプレーナー導波路パターン中に作製した。この櫛形電極スイッチは光伝導スイッチ(オーストンスイッチ)として動作し、フェムト秒レーザー(パルス幅200fs)を照射し電気パルスを発生させる。時間遅延を与えた2つのレーザーを伝送線路上の2つのスイッチに照射するポンプ・プローブ法を用いて電気パルスのパルス幅およびそれを制限している物理的要因を調べた。その結果、電極間隔が0.5μmよりも小さいデバイスでは、寄生容量で応答が制限されており、またそれより大きいデバイスでは電子とホールの輸送時間で制限されていることがわかった。最小電気パルス幅として7psを得た。
インド西部の地方都市における宗教実践とローカリティ形成に関する人類学的研究

経済発展の進むインドでは、グローバル化の進展とあいまって、都市社会の変貌が著しい。一方、地方都市では伝統的社会関係が根強く維持され、核となる宗教寺院の祭礼が盛んになるという現象も見られる。本研究はインドの地方都市をグローバル化のフロンティアと位置づけ、地方都市住民が大規模な社会変動の下でどのように伝統的社会関係を支え、自らの「生」を意味あるものにしているのかを文化人類学的な現地調査によって解明する。
海勢の研究ー大学生における現状とその形成要因の分析ー

1989,1990年と2回の姿勢調査を実施した。第1回目は、一般的に健息状態、日常生活の座る形態、生活でのストレス、机の向かう時間、テレビを見る姿勢、姿勢を注意されたか否か、スポ-ツや稽古事、肩こりの程度、姿勢についての自己評価などの調査項的とうつ尺度との関連について検討した。その結果、大学生(N=401)は椅子中心の生活であり、自分の姿勢をどちらかといえば少し悪いと評価している。また、うつ尺度との関連では、自分の姿勢が悪いと評価している者ほどうつ尺度の得点が高くなっている傾向がみられた。これを受け、第2回目の調査(N=110)では、項的を整理し、姿勢の自己評価、精神的ストレス、人生観などの項目とともに、うつ尺度、健康感尺度、自尊感情尺度を併せて実施し、姿勢の現状と精神的側面との関わりを検討した。姿勢全体のイメ-ジについての自己評価は、男女ともに以た傾向を示し、姿勢が良いと評価しているものより悪いと評価しているもののほうが多い。姿勢について受ける注意は、友人からよりも親から受けることが多く、7割以上に達している。スポ-ツとの関連では、「スポ-ツをしていることが自分の姿勢に影響するか」では、全体で50%近くが「影響している」と回答している。精神的側面との関連では、精神的ストレスを多く受けて、何らかの対処はしているが、精神的ストレスと姿勢との関係ははっきりした傾向を示してはいない。また。人生観では、概して楽観的ではあるが、自分の姿勢を悪く評価している者ほど悲観的であり、うつ尺度得点、健康感尺技得点、自尊感情得点が低い傾向にあり、姿勢と精神的・心理的側面との関連が指摘できよう。今後、この現状をふまえ、姿勢についての効率的な調査項的の厳選、通次常における霊情状態や気分などの測定ができる尺度の開発、「姿」としての姿勢を適切にとらえるために新たな姿勢の計測・評価方法の開発、姿勢の悪い者の矯正プログラムの開発を進めて行きたい。また。日常生活の中における行動特性や習慣が姿勢とどのような関係にあるのかについて、男女大学生約400名を対象に調査を行なった。調査項目は、一般的な健康状態、体の不調や疾病、身長とその高低の自己評価、座る形態、TVを見る姿勢、机に向かう時間、椅子に座る理由、生活中のストレスの有無、スポ-ツや稽古事の年数、姿勢を注意されたか否か、自分の姿勢について気にしている程度、姿勢の良し悪しの自己評価、肩こりの程度などを用意した。姿勢の良し悪しの自己評価を軸として、日常の行動・習慣との関連を調べた。自分の姿勢について気にするのは女子の方が多く、気にしないのは男子に多かった。自分の姿勢をどう評価しているかについては、男子ではかなり悪いという回答が多く、女子の割合の倍であった。姿勢の良い悪いの自己評価と肩こりの発生程度をみると、姿勢が良いと判断した人は、男女とも肩こりを感じる日数が少ない傾向にあった。しかし、かなり悪いと判断した男女とも、肩こりの程度と一義的に対応しているわけではない。他の要因によって肩こりが起こることは充分に考えられる。また、スポ-ツをしていることと姿勢良否の自己評価とは特に強い関連がみられるわけではなかった。さらに、書道、茶道、剣道などの姿勢と関連すると考えられる稽古事の経験との関連も特に見られたわけではなかった。

TVを見る姿勢では、男子に寝て見るものが多く、女子は何かにもたれて見ると回答したのが多かった。これらの「姿勢を気にすること」と「姿勢の自己評価」との関係に特に強い関連はみられなかったが、得られたデ-タを詳細に検討する必要性が示唆された。今後、これらの対象者の中からサンプルを抽出し、姿勢の計測を実施し、形成要因をさらに追究したい。前年度の調査の結果では、大学生は椅子中心の生活であり、自分の姿勢をどちらかといえば少し悪いと評価している。また、うつ尺度との関連では、自分の姿勢が悪いと評価している者ほどうつ尺度の得点が高くなっている傾向がみられた。そこで、今回の調査では、項目を整理し、姿勢の自己評価、他人による姿勢の評価、精神的ストレスの受けやすさ、スポ-ツ経験の有無、他人の姿勢からの影響、意識的な姿勢の変化、人生観、などの項目とともに、ツンクの自己評価式抑うつ性尺度、関西労災式うつ状態調査表、健康感尺度、自尊感情尺度を併せて実施し、姿勢の現状と精神的側面との関わりを検討した。すべての調査項目、調査尺度についてデ-タが揃ったのは、男子55名、女子55名の合計110名であった。姿勢全体のイメ-ジについての自己評価は、男女ともに似た傾向を示し、姿勢が良いと評価しているものより悪いと評価しているもののほうが多い。姿勢について受ける注意は、友人からよりも親から受けることが多く、7割以上に達している。スポ-ツとの関連では、「スポ-ツをしていることが自分の姿勢に影響するか」では、全体で50%近くが「影響している」と回答している。精神的側面との関連では、精神的ストレスを多く受けて、何らかの対処はしているが、精神的ストレスと姿勢との関係ははっきりした傾向を示してはいない。また、人生観では、概して楽観的ではあるが、自分の姿勢を悪く評価している者ほど悲観的であり、うつ尺度得点、健康感尺度得点、自尊感情得点が低い傾向にあり、姿勢と精神的・心理的側面との関連が指摘できよう。
ナノメータLSI用極薄SOI基板の結晶評価と不純物拡散モデリングの研究

1.SOI基板の結晶性評価(1)SOI基板中キャリア濃度分布の熱処理による変化:SOI基板中キャリア濃度分布の熱処理による変化を測定した。この変化はSOI基板のSi層厚と熱処理温度に依存する。1μm以上のSi層厚のSOI基板では、1000°C付近の熱処理により変化し、p型SOIの場合は埋め込み酸化膜(BOX)界面にキャリアの反転層が、n型SOIの場合は蓄積層が形成される、この現象は界面準位の熱処理による変化を仮定すれば説明できる。一方、1μm以下の極薄SOI基板では、700-800°Cでの熱処理によりn型ドナーが発生する.このドナーレベルは0.03eV以下で、酸素析出による"new donor"によると推定される。(2)BOX界面でのキャリアの再結合速度の評価:BOX界面でのキャリアの再結合速度をμ-PCD法により測定した。再結合速度は500-1800cm/sで、これは通常のSi/熱酸化膜界面の値に比べて100倍程度大きい。2.SOI基板中不純物拡散のモデリング(1)拡散分布の極薄SOI基板依存性:3種類の極薄SOI基板(SIMOX, UNIBOND, ELTRAN)およびバルクSi中のB拡散分布を比較した、拡散深さはバルク中に比べてSOI基板中の方が浅く、また3種類のSOI基板の中ではSIMOX基板中が最も浅かった。これはBOX界面の結晶性の違いを反映していると考えられ、SIMOX基板のBOX界面での点欠陥の再結合速度が他に比べて大きいと仮定することにより、拡散分布をシミュレートできる。(2)市販プロセスシミュレータの精度評価と拡散モデリング:B, Pのプリデポジション拡散を行い、拡散パラメータを抽出した、これを用いてドライブイン拡散の対拡散モデルを用いたシミュレーションを行い、実測分布と比較した。その結果、実測分布の方が深くなったが、これはドライブイン拡散を加速する何らかの因子が存在し、従来の拡散モデルの見直しが必要であることを示す。今後の超高速・低消費電力シリコンLSI用基板として期待されている極薄SOI(Silicon-on-Insulator)を実用化するため、(i)SOI基板中キャリア濃度分布の熱処理による変化、(ii)各種極薄SOI基板の結晶性評価、(iii)SOI基板とバルク基板中の不純物拡散とSi-Sio_2界面での不純物の偏析現象について検討し、以下の結果を得た。1.SOI基板中のキャリア分布を拡がり抵抗法で測定した。1μm以上の活性層を有する厚いSOI基板では1000°C付近での熱処理により埋込み酸化膜界面のキャリア分布が変化し、P型SOIでは反転層を、n型SOIでは蓄積層を形成することが分かった。この現象は埋込み酸化膜の界面準位の変化によらて生じると推定される。1μmより薄いSOI基板では700-800°Cでの熱処理によりSOI中のn型キャリアの増加が観測され、この現象は酸素複合欠陥のニュードナーによるものと考えられる。2.代表的極薄SOIのSIMOX, UNIBOND, ELTRANについてボロン拡散分布を2次イオン質量分析(SIMS)法を用いて比較した。その結果、バルク基板に比べて、SOI基板中の方が拡散が遅いこと、SOI基板の中ではUNIMOND、ELTRANに比べてSIMOX中の拡散が遅いことがわかった。

シミュレータを用いてこれらの実験結果を解析し、各種SOI基板の活性層と埋込み酸化膜界面の結晶性の違いを定量化した。3.SOI基板とバルク基板中での各種不純物拡散分布をSIMS法を用いて比較した。拡散係数が大きい燐(P)やボロン(B)ではバルク中に比べてSOI基板中で拡散が遅れるが、拡散係数が小さいひ素(As)やアンチモン(Sb)ではバルクとSOI基板での差が見られなかった。これらは過剰点欠陥濃度分布が拡散係数の大小に強く依存するためと考えられる。1.イオン注入法と熱拡散法による極薄SOI基板中不純物拡散分布の比較不純物として、AsとSbを取り上げ、イオン注入法と熱拡散法で拡散した極薄SOI基板中の不純物分布を比較した。その結果、900 1000°Cの熱処理条件では両者の差は見られず、さらにSOI基板とバルク基板中分布の違いも見られなかった。この実験結果を対欠陥モデルを用いたシミュレーション結果とよく合致した。従って、As、Sbについては極薄SOIにおいてもイオン注入法熱拡散法に係わらず、従来の対欠陥モデルを適用できることが確認出来た。2.極薄SOI基板中キャリア分布のアニール条件依存性極薄SOI基板として代表的なSIMOX,UNIBOND,ELTRANを取り上げ、アニール処理前後のSOI基板中キャリア分布を比較した。その結果、(1)700 800°Cのアニール処理では変化が現れやすいが、それより高温の1000°Cあるいはそれより低温の600°Cでは変化は見られない、(2)この現象はアニール時間が長いほど現れやすく、(3)基板の比較では、SIMOXやUNIBONDでは現れやすく、ELTRANでは現れにくい、(4)発生するキャリアの伝導型はn型ドナーで、そのレベルは0.03eV以下であった。これらの結果から、本現象は、酸素析出による"new donor"に関係していると推定される。3.SOI基板と埋込酸化膜の界面電荷がMOSFETの耐圧に及ぼす影響デバイスシミュレータを用いて界面電荷がMOSFETの耐圧に与える影響を検討した。その結果、界面電荷密度が1ellcm^<-2>を超えるとリーク電流の増加と耐圧の急速な劣化が生じることが分かった。1.マイクロ波反射光伝導減衰法(μ-PCD法)によるSOIウェハの界面再結合速度の評価SOIウェハのSOI層(活性層)と埋め込み酸化膜(BOX)の界面再結合速度Sbを測定評価した。SOI層と基板間に電圧を掛けた場合と掛けない場合のライフタイムをμ-PCD法を用いて測定し、両者の差からSbを求めた。得られたSbは5001800cm/sで、通常のSi・熱酸化膜界面に比べて約100倍程度大きいことが分かった。2.SOIウェハの界面での発生ライフタイム測定法の検討SOIウェハにパルス電圧を印加した時の埋め込み酸化膜(BOX)界面の少数キャリアの変化をμ-PCD法を用いて観測し、発生ライフタイムの測定法を検討した。その結果、試料表面(SOI側)と裏面(基板側)へのAlの蒸着と、正負のバイポーラパルス電圧の印加により、n型SOI/BOX界面とBOX/n型基板界面の空乏層中の少数キャリアの発生状況を観測することが出来た。但し、p型SOIでは測定できず、原因解明は今後の課題である。3.SOIおよびバルクSi中B、P拡散の実験とシミュレーションの比較検討
エリナシンEの合成研究と脳内動態の解明

シアタン骨格はエリナシン類に共通する骨格であり、神経成長因子(NGF)合成活性促進作用のファーマコファとして働くことが示唆されている。研究代表者は、独創性の高いシアタン骨格の構築法を開発し、エリナシンEの合成を開始した。また、シアタン骨格の合成途中で予期せぬ反応に遭遇し、反応条件の最適化を行った。エリナシン類は、1994年に漢方薬として知られているヤマブシダケの菌糸体から発見された。神経成長因子(NGF)合成活性促進作用を有するので、アルツハイマー病の新規治癒薬として期待されている。シアタン骨格合成には、同時に複数の環を形成する反応を用いて検討を行った。具体的には、多様のラジカル前駆体を合成し、ラジカル条件を用いた条件を実施した。ラジカル反応は、複数の環を構築する有用な反応の一つであり、本天然物に応用する初めての例である。一方で、本研究と並行して進めた合成研究において、第一級アルコールを基質とする効率的な減炭反応の開発に成功した。本反応は、今後、生物活性物質や化合物ライブラリーの調製に応用が期待される。また、本減炭反応の活性種として、超原子価ヨウ素活性種Xを発見した。活性種Xは、各種分析法の結果、ラジカル種である可能性があり、既存の超原子価ヨウ素化合物の分析結果とは一致しないことから、新規の超原子価ヨウ素化合物であるといえる。活性種Xをラジカル発生源として天然物合成に応用し、エリナシンEの全合成を達成する。(抄録なし)シアタン骨格(図1)はエリナシン類に共通する骨格であり、神経成長因子(NGF)合成活性促進作用のファーマコファとして働くことが示唆されている。エリナシンEは、神経成長因子合成活性促進作用の他に、選択的κ-オピオイドレセプターアゴニストであることから、ガン疼痛治療薬としてモルヒネより非常に優れた新規治療薬となる可能性を秘めている。しかし、生化学的研究が急速に求められているにも関らず、脳内動態実験の詳細な研究は成されていない。エリナシンEの脳内動態研究を遂行するため、エリナシンEの詳細な合成知見を基に、化学プローブを用いた分子イメージング実験が有効と考えた。私は、独創性の高いシアタン骨格の構築法を開発し、エリナシンEの合成を開始した。シアタン骨格は炭素一炭素結合から成る多環性化合物であることに着目し、ラジカル反応によるシアタン骨格の構築を立案した。ラジカル反応は中性条件で実施でき、極性反応で生じるような副反応がないため、高度に官能基化された天然物においては、副反応を避けるための保護をする必要がない。有機合成の手法を用いて、ラジカル環化反応の前駆体を合成し、適切なラジカル条件下に附したところ、高収率で目的のラジカル環化体を得ることに成功した。一方で、合成研究途中に用いた予期せぬ反応に遭遇した。第一級アルコールを、汎用される酸化剤IBXでDMF溶媒中加温処理したところ、一炭素減じたカルボン酸が得られることが分かった。この反応の一般性を調査するため、反応性の高い官能基を含む化合物においても、高収率で一炭素減じたカルボン酸が得られたことから、有機合成化学分野において汎用性の高い新規反応の開発に成功した。シアタン骨格の7員環の構築において、予想外の化合物の反応性から、望む結合反応が進行しないなどの実験結果が得られた。従って、これらを進めるためには、種々の反応条件、反応検討を行う必要があり、当初の計画からやや遅れている。当初の計画よりやや遅れているが、これまでの検討の結果により、化合物の反応性を概ね把握することができた。今後は、得られた実験結果を基に、分子内反応を中心とした合成経路の検討を行う予定である。(抄録なし)
小児急性骨髄性白血病におけるD型サイクリン遺伝子異常の解明と新規治療法開発

本研究の目的は、D型サイクリン遺伝子異常を有する小児の急性骨髄性白血病(AML)症例の割合・臨床的特徴や予後を明確にすること、AML細胞におけるD型サイクリン遺伝子異常の果たす役割およびCDK4/6阻害剤の有効性を明らかにすることである。将来的にAML患者の新規治療戦略につながるだけでなく、D型サイクリン遺伝子異常が白血病の遺伝子検査パネルに組み込まれることで治療効果予測にも寄与する可能性がある。
魚類卵ろ胞に於けるアロマターゼ遺伝子の発現解析

estrogenは卵形成過程のうちで卵黄蓄積期に重要な働きをする事が知られており、卵濾胞細胞から分泌される。この卵濾胞細胞は卵成熟期になると機能を転換し、estrogenに代って卵成熟誘起ホルモンを分泌するようになる。この機能転換は受精可能な卵形成の過程に必須であるといえる。前年度にクローニングしたメダカP-45arom cDNAをプローブに用いて、今年度はまずestrogen産生とP-450arom転写物との関係をノーザンブロット解析とラジオイムノアッセイにより調べた。その結果、P-450aromの転写物の量とestrogen分泌量とは一日一回の増減を示し、両者には強い正の相関関係が存在する事が示された。また、転写阻害剤を卵濾胞培養系に加える事により、P-450aromの転写物量が減少してestrogen産生が阻害される事から、estrogen産生は卵濾胞に於いて転写レベルで調節されている事が示唆された。また、whole mount in situ hybridizationを行ったところ、卵黄蓄積期より以前の卵濾胞に於いてもP-450aromの発現が認められたので、卵黄蓄積期と同じP-450arom遺伝子のプロモーターを使用しているか否かをRACE法で調べた。その結果、卵黄形成期と同じP-450arom5末端が得られた事から同じプロモーターを用いている事が示された。
環境対策とコストが調和した加工油剤循環システムのデザイン実践

アミンフリー加工液の複数回リサイクル使用の有効性を検討した.アミンフリー加工液の回収処理性は汎用エマルションに比べて高く,防錆性能以外の観点では,性状変化,加工特性は繰り返しリサイクルを行っても性能の低下がみられないことを明らかにした.また,防錆性については,希釈濃度を高くすると改善できることも見出した.さらに,水溶性加工液の長寿命化を支援することを目的に,水溶性油剤の状態変化を非破壊的に計測する技術に関する検討を行い,赤色LED光と青色LED光の拡散反射率から油剤濃度と着色成分を区別して認識できる可能性があること示した.アミンフリー加工液の複数回リサイクル使用の有効性を検討した.アミンフリー加工液の回収処理性は汎用エマルションに比べて高く,防錆性能以外の観点では,性状変化,加工特性は繰り返しリサイクルを行っても性能の低下がみられないことを明らかにした.また,防錆性については,希釈濃度を高くすると改善できることも見出した.さらに,水溶性加工液の長寿命化を支援することを目的に,水溶性油剤の状態変化を非破壊的に計測する技術に関する検討を行い,赤色LED光と青色LED光の拡散反射率から油剤濃度と着色成分を区別して認識できる可能性があること示した.水溶性加工液の廃液処理性に最も影響を与えると考えられるアミン系加工物に焦点を絞り、アミン系化合物を含む汎用エマルション加工液およびアミン系化合物を含まないアミンフリー加工液の長期安定性および廃液処理性を実験的に比較した。安定性試験では、切り屑や潤滑油が混入する実際のクーラントタンクを模擬したクーラント循環システムを用いて、加工液の耐腐敗性および防錆性の経時変化について検討を行った。廃液処理性試験では、筆者らが開発した粉末活性炭層ろ過法による処理を試み、回収水の水質および廃液処理における物質収支の比較検討を行った。その結果、以下のことを明らかとした。(1)汎用エマルション加工液とアミンフリー加工液の間で、耐腐敗性には明らかな差は認められないが、アミンフリー加工液では長期間使用により防錆性の低下が見られる。(2)粉末活性炭層ろ過法によって汎用エマルション加工液を処理した場合、窒素系加工物、アンモニウム系化合物および燐系化合物が回収水中に残留しやすい。(3)粉末活性炭層ろ過法は、アミン系化合物および燐系化合物を含まないアミンフリー加工液の処理に優れた効果を発揮する。(4)汎用エマルション加工液の処理では、アミンフリー加工液に比べ、界面活性剤添加量が約20%大きくなり、粉末活性炭の消費量は約5倍となる。(5)アミンフリー加工液は廃液処理性に優れた加工液といえるが、水溶性加工油剤に起因する環境負荷を低減するには、長寿命化と廃液処理性を両立させることが不可欠であり、今後は、長期使用における防錆性の維持等、技術的課題を克服した加工液の開発が望まれる。クーラントの持続可能性を向上するために,(1)切削液としての性能が高く,(2)メンテナンス性が良く長寿命化が可能,かつ,(3)適正なリサイクルまたは処理が可能な水溶性クーラントの組成について検討を行うために、基油が異なる(鉱物油ベース、合成エステルベース、植物油ベース)3種類の水溶性クーラントの防錆性,タッピングトルクおよびリサイクル性を調べ,水溶性クーラントの持続可能性を向上させるためのアプローチについて検討した結果、1.油剤組成に関わらず、自然環境に放置した状態ではエマルションの安定性は高い2.アミンフリークーラントは防錆性が幾分弱い傾向にあり、防錆性を担保するにはアミン系界面活性剤が有効3.タッピング加工時の最大トルクは、加工の種類によってクーラント基油の種類を使い分けた方が良い場合がある4.アミンフリークーラントはアミン含有クーラントに比べリサイクルセイが良好である5.加工油剤の持続可能性を高めるには、アミン含有クーラントのリサイクル性を高めることが有効と考えられ、このためには親水性が弱い防錆目的の界面活性剤の開発が必要となる。といった知見を得た。また、アミンフリー加工液の複数回リサイクル使用の有効性を検討するために、実マシニングセンターを用いて性状変化および加工特性を評価した。エマルションタイプのアミンフリー水溶性クーラントを複数回リサイクル使用すると、クーラントの防錆性が徐々に低下し、リサイクル回数を増やすと無機系アルカリ物質がクーラント中に蓄積していくことが確認された。しかし、加工液としての性能およびエマルションの長期安定性については、リサイクル回数を増やしても大きな変化はなかった。上述したように、アミンフリー加工液は、リサイクル処理が比較的容易な加工液であることを考慮すると、アミンフリークーラントの防錆性を向上させることは、アミン含有クーラントのリサイクル性を高めることと同様、加工油剤の持続可能性を高めることに対して有効と考えられる。機械加工の高速化・24時間化に伴い,大量に発生する熱への対処として冷却特性に優れる水溶性加工油剤の使用が増加している.水溶性加工油剤は加工油剤を水で210%に希釈した液のため腐敗劣化しやすく,劣化油剤は焼却処理されるか産業廃棄物と化すケースが多いことから水溶性加工液の長寿命化が大きな課題となっている.筆者等は,油剤メンテナンス技術やシンセティック油剤と協働させて水溶性加工油剤の更なる長寿命化を実現させるため,油剤を動的監視するシステムの開発を試みている.

一般に加工現場における油剤の状態監視には,pH測定,Brix(糖度)計による濃度管理,透視度計による汚れ(異物)状態の管理などが行われているが,使用に伴い時々刻々と変化する油剤の組成や外観変化を監視するには,油剤濃度や汚れの程度をより迅速・簡便にセンシングする方法が必要となる.本研究では水溶液の色や汚れが,光の反射・透過・吸収に大きな影響を及ぼすことを利用して,水溶性油剤の状態変化を非破壊的に計測する技術に関する基礎的検討を行った.水溶液の色や汚れが,光の反射・透過・吸収に大きな影響を及ぼすことを利用して,水溶性油剤の状態変化を非破壊的に計測する技術に関する基礎的検討を行った結果,以下のことを明らかにした.(1)油剤濃度および着色は,青色波長領域の吸光度に大きな影響を与える.(2)油剤濃度が高くなると全可視光波長領域で吸光度は飽和状態となり,吸光度から油剤濃度や汚れの程度を推定できない.(3)油剤濃度が低い場合,条件によっては赤色LED光と青色LED光の拡散反射率から油剤濃度と着色成分を区別して認識できる可能性がある.(4)水溶性加工油剤の実用的油剤濃度範囲(510%)でのモニタリングについては更なる検討が必要となる.本研究では,水溶性加工油剤の長寿命化と廃液処理性を両立できる加工油剤およびリサイクル技術の開発を目指しており、長寿命化の観点からはアミン系界面活性剤を必ずしも使用しなくても良いことをマシニングセンターを用いた実環境試験で証明できた意義は大きい。また、長寿命化と廃液処理性を両立させるには、防錆性を向上させることがキーポイントになることを明らかにしたことは、今後の油剤改良の方向性を示すものであり、研究目的を達成するための大きな前進といえる。24年度が最終年度であるため、記入しない。3年間にわたる本研究の総括として、加工油剤の組成、特に、基油の種類およびアミン系化合物の有無が長寿命化とリサイクル性にどのように関係するかを明らかにする。また、加工油剤に求められる最大の機能が加工あ高精度・高能率化を実現することにあることを考慮すると、加工油剤の組成だけに着目した研究だけでなく、加工油剤の使用環境からの検討や供用中の加工油剤のメンテナンスといった側面からの検討も加え、現実的にどのような組成の加工油剤をどのように使えば、長寿命化とリサイクル性が両立するのかについても研究を実施する。
保磁力の配向度依存性と角度依存性の相関による磁化反転プロセスの解明

Nd-Fe-B焼結磁石およびフェライト磁石の保磁力は磁石中の主相結晶粒(Nd-Fe-B磁石ではNd2Fe14B化合物、フェライト磁石ではマグネトプランバイト相)の配向度が向上すると減少することが知られており、特に高配向度領域で急激な減少がみられる。この現象はこれら磁石の保磁力のメカニズムからきていることが明らかとなってきている。一方、これまで保磁力発生のメカニズムについては複数のモデルが唱えられており、これらメカニズムの検証に保磁力の配向度依存性が用いられていた。我々は保磁力の配向度依存性の実験結果を用い解析を進めたところ、高配向磁石では複数の結晶が集団でじか反転することにより、あたかも配向度が低い磁石のように振る舞うことが推測されることを、初めて突き止めた。この保磁力の配向度依存性より得られた磁化反転領域角度から、全ての粒子が独立して磁化反転すると仮想的な配向分布を用い、保磁力の角度依存性を求めるとNd-Fe-B焼結磁石とNd-Dy-Fe-Bの保磁力角度依存性の違いおよびこれらの角度依存性の低角度側の挙動を説明できることが分かった。更にNd-Fe-B磁石で用いた方法をフェライト磁石に適用するとフェライト磁石の保磁力角度依存性についても同様に低角度側ではあるが説明できることが分かった。これら実験および考察から、等方性磁石においてNd-(Dy)-Fe-B焼結磁石およびフェライト磁石では全ての粒子が独立に、あるいは少数の結晶粒が磁壁移動により磁化反転していることが予想される。実験から得られた等方性磁石の保磁力角度依存性は計算結果と60度までよく一致するという結果が得られた。またSpring-8におけるX線MCD法によるNd-Fe-B焼結磁石の磁化反転挙動解析から、保磁力配向度依存性および保磁力の角度依存性の解析から、磁気測定の結果から予想された結論を支持する結果が得られている。すなわち配向した磁石では隣り合う複数の結晶が磁化反転するのに対し、等方性磁石では離散的に磁化反転するという結果が得られている。これまでNd-Fe-B磁石の保磁力配向度依存性から得られた結果を用いると、これら磁石の保磁力角度依存性について定性的に説明できることが明らかとなった。この方法はNd-Fe-B磁石だけでなくフェライト磁石にも適用できることからフェライト磁石とNd-Fe-B焼結磁石の磁化反転のメカニズムは同じではないかということが推定される。今後はSPring-8によるフェライト磁石の磁化反転挙動および中性子小角散乱を用いた磁化反転挙動観察を行うことによりミクロ組織との関連を調べていく。また組成を変えたNd-Fe-B焼結磁石の配向度依存性と保磁力角度依存性の関係調べることにより、フェライト磁石と良く似た保磁力の配向度依存性と保磁力角度依存性を示すものを見出し、ここで得られた解析手法の有効性について更なるデータ蓄積を行なっていく。Nd-Fe-B焼結磁石およびフェライト磁石の保磁力は磁石の配向度(Br/Js, Brは残留磁束密度、Jsは飽和磁束密度を示す。)の向上とともに減少することが知られている。この現象は保磁力の角度依存性と同様に、これら磁石の保磁力メカニズムから生じていることが推定される。今回、Nd-Fe-B焼結磁石の保磁力配向度依存性および保磁力角度依存性の温度変化について調査を行い、両者の間の相互の関係から温度変化した時のNd-FeB焼結磁石の磁化反転メカニズムについて考察を行った。Nd-Fe-B焼結磁石の保磁力の配向度依存性は温度の上昇とともに全ての粒子が独立して磁壁移動により磁化反転が進むとして求めた曲線に近づくことを示した。また保磁力の角度依存性の温度変化も、温度が上昇するに従い全ての粒子が独立して磁化反転すると仮定して求めた保磁力の角度依存性に近づくことを示した。これらの事実から、配向したNd-Fe-B磁石の保磁力は磁壁が配向方向から倒れた結晶にピンニングされており、ピンニングが外れると複数の結晶を飛び越え移動することで決定される。すなわち、結晶は集合体で磁化反転が進むことを示しており、集合体の大きさは温度とともに小さくなることを示している。このことは磁壁をピンニングしている配向方向から倒れた結晶粒角度が温度上昇とともに小さくなることを示唆している。結晶の配向分布がガウス分布していることを考えると、配向方向から倒れる角度が小さくなると結晶の数は増大する。したがって、温度上昇とともに、磁壁をピンニングしている結晶の数すなわち反転が起こる場所は増大する。以上のことからNd-Fe-B焼結磁石では温度上昇とともに磁壁の飛びによる磁化反転の大きさは小さくなり、磁化反転が起こる場所が増大する。今回の研究により、従来と異なる保磁力メカニズムの描像を描くことが出来た。Nd-Fe-B焼結磁石の保磁力の配向度依存性および保磁力角度依存性が相互に関係していることが明らかとなった。今回の実験結果およびその考察から、配向磁石の保磁力メカニズムは従来言われていた磁化の一斉回転による磁化反転機構や熱揺らぎによるニュークリエーションによる磁化反転機構とは異なる機構で磁化反転が進むことが明らかとなった。すなわち、配向したNd-Fe-B焼結磁石では磁壁のピンニング、デ・ピンニングによる磁壁の飛びにより複数の粒子が同時に磁化反転することにより説明される。

また保磁力の配向度依存性および保磁力の角度依存性の温度変化の調査から温度の上昇とともに磁化反転する複数の結晶からなる二次粒子の大きさが変化していることが推定されている。これらの事実はこれまでに報告されたことがなく、今回の研究の新たな成果である。Nd-Fe-B焼結磁石およびフェライト磁石の保磁力は磁石中の主相結晶粒(Nd-Fe-B磁石ではNd2Fe14B化合物、フェライト磁石ではマグネトプランバイト相)の配向度が向上すると減少することが知られており、特に高配向度領域で急激な減少がみられる。この現象はこれら磁石の保磁力のメカニズムからきていることが明らかとなってきている。一方、これまで保磁力発生のメカニズムについては複数のモデルが唱えられており、これらメカニズムの検証に保磁力の配向度依存性が用いられていた。我々は保磁力の配向度依存性の実験結果を用い解析を進めたところ、高配向磁石では複数の結晶が集団でじか反転することにより、あたかも配向度が低い磁石のように振る舞うことが推測されることを、初めて突き止めた。この保磁力の配向度依存性より得られた磁化反転領域角度から、全ての粒子が独立して磁化反転すると仮想的な配向分布を用い、保磁力の角度依存性を求めるとNd-Fe-B焼結磁石とNd-Dy-Fe-Bの保磁力角度依存性の違いおよびこれらの角度依存性の低角度側の挙動を説明できることが分かった。更にNd-Fe-B磁石で用いた方法をフェライト磁石に適用するとフェライト磁石の保磁力角度依存性についても同様に低角度側ではあるが説明できることが分かった。これら実験および考察から、等方性磁石においてNd-(Dy)-Fe-B焼結磁石およびフェライト磁石では全ての粒子が独立に、あるいは少数の結晶粒が磁壁移動により磁化反転していることが予想される。実験から得られた等方性磁石の保磁力角度依存性は計算結果と60度までよく一致するという結果が得られた。またSpring-8におけるX線MCD法によるNd-Fe-B焼結磁石の磁化反転挙動解析から、保磁力配向度依存性および保磁力の角度依存性の解析から、磁気測定の結果から予想された結論を支持する結果が得られている。すなわち配向した磁石では隣り合う複数の結晶が磁化反転するのに対し、等方性磁石では離散的に磁化反転するという結果が得られている。これまでに得られた保磁力の配向度依存性から、フェライト磁石においてもNd-Fe-B焼結磁石と同様に保磁力は配向度とともに減少することが分かっている。Nd-Fe-B焼結磁石と同じ手法により、フェライト磁石の保磁力の配向度依存性から得られたデータを用いて保磁力角度依存性を求め、実験で得られた保磁力の角度依存性のデータと比較を行う。Nd-Fe-B焼結磁石で用いた解析手法がフェライト磁石でも使えることを示すことにより、用いた手法と保磁力メカニズムの描像の正しさについて確認を行う。また、これらデータを解析を通してNd-Fe-B焼結磁石およびフェライト磁石の、保磁力発生のメカニズムの構築を行う。同時にSPring-8のX線MCD法および中性子回折を用い磁化反転の様相を観察し、磁化測定から得られた保磁力メカニズムとの整合性について検証を行う。これまでNd-Fe-B磁石の保磁力配向度依存性から得られた結果を用いると、これら磁石の保磁力角度依存性について定性的に説明できることが明らかとなった。
チタン湯流れ観察による一方向加圧鋳造と全方向加圧鋳造の鋳込み特性の比較検討

チタン鋳造機において,一方向加圧鋳造機(二室加圧型)と全方向加圧鋳造機(一室加圧型)の鋳造特性の違いを明らかにするため,様々な鋳型空洞内を流れるチタン溶湯を,流れの可視化手法の一つで,本研究によって開発発展させた「標識元素溶解法」を用いて検討を加えた.また,鋳造体のX線透過写真により欠陥検査を行い,湯流れと対応させて考察した.本研究で得られた主な結果は以下のようにまとめられる.1.一室加圧室型によるチタン鋳造体の湯流れの模様から,二室加圧型よりも流速の大きいことが推測され,これは大きな圧力(7Kg/cm^2)が急激に作用したためと思われる.2.厚いキャビティでは,乱流になる場合があり,そのとき凝固層が鋳壁全体を覆う時期が層流の場合より遅れ,鋳壁を通って拡散したアルゴンガスにより内部欠陥が発生しやすい.(一室加圧型)3.薄いキャビティでは流れが遅いため,キャビティ全体に溶湯が行き渡る前に,鋳壁を拡散してきたガスにより未充満空間の圧力が高くなり鋳込み不足が生じる.(一室加圧型)4.一室加圧型では,鋳型通気度が大きいと,厚いパターンでは内部に,薄いパターンやメッシュパターンでは外部に欠陥が発生しており,それぞれキャビティ内湯流れに関係していた.また,通気度の小さい埋没材を使用した場合,両方の結果ともほとんど認められなかった.チタン鋳造機において,一方向加圧鋳造機(二室加圧型)と全方向加圧鋳造機(一室加圧型)の鋳造特性の違いを明らかにするため,様々な鋳型空洞内を流れるチタン溶湯を,流れの可視化手法の一つで,本研究によって開発発展させた「標識元素溶解法」を用いて検討を加えた.また,鋳造体のX線透過写真により欠陥検査を行い,湯流れと対応させて考察した.本研究で得られた主な結果は以下のようにまとめられる.1.一室加圧室型によるチタン鋳造体の湯流れの模様から,二室加圧型よりも流速の大きいことが推測され,これは大きな圧力(7Kg/cm^2)が急激に作用したためと思われる.2.厚いキャビティでは,乱流になる場合があり,そのとき凝固層が鋳壁全体を覆う時期が層流の場合より遅れ,鋳壁を通って拡散したアルゴンガスにより内部欠陥が発生しやすい.(一室加圧型)3.薄いキャビティでは流れが遅いため,キャビティ全体に溶湯が行き渡る前に,鋳壁を拡散してきたガスにより未充満空間の圧力が高くなり鋳込み不足が生じる.(一室加圧型)4.一室加圧型では,鋳型通気度が大きいと,厚いパターンでは内部に,薄いパターンやメッシュパターンでは外部に欠陥が発生しており,それぞれキャビティ内湯流れに関係していた.また,通気度の小さい埋没材を使用した場合,両方の結果ともほとんど認められなかった.全方向加圧型チタン鋳造機の鋳込み特性を一方向加圧(差圧)型チタン鋳造機と比較する目的で,パターン条件および鋳込み条件をできるだけ統一して実験した。さらに流れ様式の異なると予想される段差パターンに板状パターンの流れ特性がどのように反映されるか検討し,今年度は以下に述べるような結論が得られた.1.厚いパターンの場合は外部の欠陥は全く認められなかった.内部の欠陥については非常に少ない場合と大きな空洞状欠陥がかなり多い場合とに分かれ,前者の湯流れを調べると層流であり、後者の場合は乱流であった.また流速が差圧鋳造よりも大きいことが溶湯の流れ模様から推察された.差圧鋳造では今回と同様に外部の欠陥は生じていなかったが,内部の欠陥は層流であったが空洞状欠陥が必ず生じていた.このことから大きな内部欠陥の発生機構が全方向圧力型と一方向型では異なっていると推定される.2.薄いパターンの場合,程度は様々であるが外部欠陥,つまり鋳込み不足が認められた.しかしながら,内部欠陥はいずれの場合もほとんど認められなかった.これは外部欠陥は全く現れなかったが,小さな内部欠陥が常に多数認められた差圧鋳造の場合と対照的である.3.厚さの異なる部位を有するパターンの場合はスプル-からの溶湯が最初どの厚さのキャビテイ内を進むかによってその後の流れが変わり,その結果部分的には厚いキャビテイでの流れ特性および欠陥発生と,薄いキャビテイでの場合の諸特性を合わせ持つことが確認された.また類似形態のコンピューターシミュレーションおよび水を用いたモデル実験では湯流れ途中の凝固層形成の因子が欠落している欠点が明らかとなった.チタン鋳造機において,一方向加圧鋳造機(二室加圧型)と全方向加圧鋳造機(一室加圧型)の鋳造特性の違いを明らかにするため,様々な鋳型空洞内を流れるチタン溶湯を,流れの可視化手法の一つで,本研究によって開発発展させた「標識元素溶解法」を用いて検討を加えた.また,鋳造体のX線透過写真により欠陥検査を行い,湯流れと対応させて考察した.今年度は特に,一室加圧型鋳造機の場合,鋳型通気性の影響が大きいことが予想されたため,通気度の非常に異なる埋没材を用いて実験した.本年度の研究で得られた主な結果は以下のようにまとめられる.1.一室加圧型では,鋳型通気度が大きいと,厚いパターンでは内部に,薄いパターンやメッシュパターンでは外部に欠陥が発生しており,それぞれキャビテイ内湯流れに関係していた.また,通気度の小さい埋没材を使用した場合,両方の結果ともほとんど認められなかった.

2.通気度の小さい埋没材を使用すると,埋没操作の限界に近い直径1.5mmのスプル-を用いた場合でも,薄い鋳造体およびメッシュ鋳造体ではほとんど欠陥が生じなかった.これは溶湯が非常にゆっくりと流れても,鋳造圧さえ十分に作用していれば,凝固することなく充満することを意味している.3.厚い鋳造体では渦の中心近傍に小さな内部欠陥が比較的多数認められた.これは外部から侵入したガスではなく,元々存在していたガスが溶湯に巻き込まれた結果であると観察される.