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J-GLOBAL ID：202002267126461704   整理番号：20A0768019

マグマ類似体としての発泡-変形-凝固を受けるポリウレタンフォームのレオロジー試験【JST・京大機械翻訳】

Rheological tests of polyurethane foam undergoing vesiculation-deformation-solidification as a magma analogue

著者 (6件)： Takeda Shiori (Department of Mechanical Systems Engineering, Tokyo University of Agriculture and Technology, Koganei, Tokyo 184-8588, Japan) ,  Takeda Shiori (Earthquake Research Institute, University of Tokyo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-0032, Japan) ,  Ohashi Masatoshi (Earthquake Research Institute, University of Tokyo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-0032, Japan) ,  Kuwano Osamu (Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, Yokohama 236-0001, Japan) ,  Kameda Masaharu (Department of Mechanical Systems Engineering, Tokyo University of Agriculture and Technology, Koganei, Tokyo 184-8588, Japan) ,  Ichihara Mie (Earthquake Research Institute, University of Tokyo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-0032, Japan)
資料名： Journal of Volcanology and Geothermal Research  (Journal of Volcanology and Geothermal Research)
巻： 393  ページ： Null  発行年： 2020年 
JST資料番号： B0770B  ISSN： 0377-0273  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： オランダ (NLD)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 本研究では,発泡,変形,凝固を受けるマグマのアナログ系としてポリウレタンフォーム(PUF)のレオロジーを調べた。固体PUFは2つの高分子液体を混合することにより形成され,続いて発泡と硬化の化学反応が続いた。プロセス中の過渡レオロジーを応力制御レオメータに基づく装置を用いて調べた。最初に,周期的周波数掃引による小振幅振動を適用して,振動レオロジーを測定した。発泡段階では,レオロジーの周波数依存性は,既存の気泡流モデルと同様な方法で動的毛管数に依存する。硬化段階において,液体の粘弾性が支配的になり,PUFのレオロジーは時間とともに指数関数的に増加する緩和時間を有するMaxwell型粘弾性を示した。反応が速いとき,硬化中の粘弾性は単一緩和時間によってスケールされない。代わりに,PUFはゲル化と呼ばれる条件を通過し,べき乗則緩和スペクトルにより特性化される。次に,小歪振動により測定された動的粘度と大きな歪における固定せん断速度で測定されたせん断粘度の間の関係を調べた。著者らは,PUFがCox-Merz則に従うことを見出した。それは,剪断速度と角度周波数が等しいとき,2つの粘度が等価であることを示した。特に,せん断粘度は動的粘度よりも数10%小さい傾向がある。その差は発泡段階で気泡流体に対して期待される範囲にあることを示したが,液体の粘弾性が顕著になると気泡流体モデルによって説明できるものを超えていた。X線計算機トモグラフィー分析により,これらの場合の試料は大きな気泡を含み,気泡合体を示すことを明らかにした。この違いは,ゲル化を含む凝固中の非Newtonレオロジーだけでなく,気泡合体によって引き起こされると推論した。これらのすべての過程は,噴火中の実際のマグマで起こるかもしれない。変形時間と気泡形状緩和時間を比較する毛細管数の範囲と変形時間と粘弾性緩和時間を比較するDeborah数は,噴火火道におけるマグマ上昇に対して期待されるそれらの範囲と同等であることを示した。また,PUFの粘度増加の特性時間は,自然火山におけるマグマに対して実現可能であることが示された。著者らは,PUFが噴火火道におけるマグマ過程をシミュレートするのに有用であると結論する。Copyright 2020 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 粘度 ,  気泡流 ,  気泡 ,  *起泡 ,  噴火活動 ,  火山 ,  ゲル化 ,  *凝固 ,  緩和時間 ,  ずり粘度 ,  剪断速度 ,  *マグマ ,  粘弾性 ,  *レオロジー ,  周波数依存性

著者キーワード (6件)： レオロジー ,  マグマ ,  非Newton流体 ,  ゲル化 ,  緩和時間 ,  泡

分類 (2件)： 火山地質学一般  (DE07070L) ,  地球熱学,火山物理学  (DC03070D)

タイトルに関連する用語 (7件)： マグマ ,  類似体 ,  発泡 ,  凝固 ,  ポリウレタンフォーム ,  レオロジー ,  試験