@article{oai:toyama.repo.nii.ac.jp:00004573,
 author = {前田, 知子 and 城石, 昭弘 and 山根, 岳志 and 吉田, 正道 and 宮下, 尚},
 journal = {富山大学工学部紀要},
 month = {Feb},
 note = {application/pdf, Double-diffusive convection during crystal growth in a supersaturated solution was investigated by experiments .and numerical analysis. A solution was enclosed in a rectangular vessel holding a molded polycrystal on one of its vertical walls, and was cooled from the opposing wall at a constant rate. The flow of solution was visualized using tracer particles, and changes in temperature and concentration were measured at several points in the vessel. As crystals grew, a horizontally stucked multilayer was developed in the upper part of the vessel. The multilayer was found to originate from warmer, solute-deficient fluid ejected from crystal surfaces. Moreover, a simple mathematical model neglecting the volumetric increase of growing crystals was proposed to describe the flow behavior of solution during crystal growth. The results of numerical calculation using FDM revealed the development of concentration field with growing crystals., 晶析操作は優れた分離・精製技術として古くから工業上重要な役割を担ってきたが，近年は融液晶析が機能材料製造技術として脚光を浴びており，さらに冷熱を必要としない潜熱蓄熱技術としての可能性も検討されるようになってきた。通常の溶液晶析が溶液中に懸濁した結晶の強制対流下での成長を扱うのに対し，融液晶析や潜熱蓄熱では液相中に設置されたバルク結晶が自然対流下で成長する場合を対象とすることが多い。この際，結晶の成長は結晶化熱の放出による熱対流を引き起こし，溶液が多成分系であればそれに加えて低濃度溶液の排出による溶質対流が発生する。このような流れは逆に結晶の成長速度や形状に大きな影響を及ぼすため，両者の相互関係を解明することは極めて重要であるが，この点を意識した研究はあまり見受けられない。
一方融液凝固の分野では可視化の困難な融液の代わりに透明な水溶液を用いた検討が多数行われており，その中には高濃度溶液の冷却による溶質の析出を取り扱った研究もある。しかし，いずれも準安定領域が狭く殆ど平衡状態を保ったまま結晶が成長する系を対象としており，また氷の析出が同時に起こる程冷却度の大きい条件が扱われている。晶析操作のように過飽和（過冷却）状態で溶質のみが結晶として成長する系を対象とした研究は見られない。
そこで筆者らは比較的広い準安定域を持つスルファミン酸アンモニウム水溶液を対象に，過飽和溶液から結晶が成長するとき液相側に発生する自然対流の挙動と結晶成長の関係について実験的検討を行ってきた。前報では矩形容器に封入した飽和溶液の側方冷却によりバルク結晶を成長させ，流れ場の可視化と局所温度の測定を行った。その結果，結晶の成長に伴い液相上部に水平多重セルが形成されることが判明した。この流れ構造は熱対流と溶質対流が複合した二重拡散対流によるものと推定されるが，セル内の濃度に関する情報が無いため明確な議論は不可能であった。
そこで本研究では前報と同様の系を対象に電気伝導度法による局所濃度の測定を行い，濃度変化と流れ構造の関係についてより詳細な検討を加えた。さらに，流れ場と濃度場の関係を明確にする目的で結晶密度を無限大と仮定した簡略な結晶成長モデルを提案し，数値シミュレーションと実験結果の比較検討を行った。, Article, 富山大学工学部紀要 49, 77-84.(1998)},
 pages = {77--84},
 title = {過飽和溶液中での結晶成長に伴う二重拡散対流},
 volume = {49},
 year = {1998}
}