JPH0749359Y2 - 宇宙環境における溶融金属観察装置 - Google Patents
宇宙環境における溶融金属観察装置Info
- Publication number
- JPH0749359Y2 JPH0749359Y2 JP12798290U JP12798290U JPH0749359Y2 JP H0749359 Y2 JPH0749359 Y2 JP H0749359Y2 JP 12798290 U JP12798290 U JP 12798290U JP 12798290 U JP12798290 U JP 12798290U JP H0749359 Y2 JPH0749359 Y2 JP H0749359Y2
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- JP
- Japan
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- ray
- core tube
- heating body
- cylindrical heating
- crucible
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- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、宇宙環境における溶融金属観察装置に関する
ものである。
ものである。
［従来の技術］ 近年、宇宙環境の進歩は目ざましく、宇宙環境、即ち無
重力、高真空といった状態を利用して地上では作れない
均質度の高い合金を作る実験等を行う計画を種々進めら
れており、新しい金属材料開発への期待が高まってい
る。
重力、高真空といった状態を利用して地上では作れない
均質度の高い合金を作る実験等を行う計画を種々進めら
れており、新しい金属材料開発への期待が高まってい
る。
こうした新しい金属材料開発においては、溶融状態にあ
る金属が宇宙環境においてどのような状態にあるか、そ
の挙動を調べることが不可欠である。
る金属が宇宙環境においてどのような状態にあるか、そ
の挙動を調べることが不可欠である。
前述の如く宇宙環境において溶融状態にある金属の挙動
を調べることのできる装置としては、最近第２図に示さ
れるようなものが考えられており、これは、Ｘ線を放射
するＸ線発生装置１をベースフレーム２の一端部に設け
ると共に、該Ｘ線発生装置１からのＸ線をＸ線受像部３
を介してカメラ４でとらえるようにしたＸ線受像装置５
を、前記Ｘ線発生装置１に対し所要間隔をあけて対向す
るよう、ベースフレーム２の他端上に支持フレーム６を
介して配置し、Ｘ線透過装置７を構成し、前記Ｘ線発生
装置１とＸ線受像装置５との間に位置調整可能なテーブ
ル８を設置し、前記テーブル８上に筒状のヒータ13を前
記Ｘ線透過装置７によるＸ線放射方向に開口するよう設
置し、該ヒータ13内に、蓋14を備えたるつぼ15を配置し
てある。
を調べることのできる装置としては、最近第２図に示さ
れるようなものが考えられており、これは、Ｘ線を放射
するＸ線発生装置１をベースフレーム２の一端部に設け
ると共に、該Ｘ線発生装置１からのＸ線をＸ線受像部３
を介してカメラ４でとらえるようにしたＸ線受像装置５
を、前記Ｘ線発生装置１に対し所要間隔をあけて対向す
るよう、ベースフレーム２の他端上に支持フレーム６を
介して配置し、Ｘ線透過装置７を構成し、前記Ｘ線発生
装置１とＸ線受像装置５との間に位置調整可能なテーブ
ル８を設置し、前記テーブル８上に筒状のヒータ13を前
記Ｘ線透過装置７によるＸ線放射方向に開口するよう設
置し、該ヒータ13内に、蓋14を備えたるつぼ15を配置し
てある。
前記テーブル８は、前記ベースフレーム２の長手方向略
中央部に立設された支持脚９と、該支持脚９に沿って昇
降可能に設けられ昇降台10と、該昇降台10に対しベース
フレーム２の長手方向と直角方向（以下、左右方向とい
う）にスライド可能に設けられた左右移動台11と、該左
右移動台11に対しベースフレーム２の長手方向（以下、
前後方向という）にスライド可能に設けられた前後移動
台12とからなり、前後、左右、上下の位置調整を行い得
るようにしてある。
中央部に立設された支持脚９と、該支持脚９に沿って昇
降可能に設けられ昇降台10と、該昇降台10に対しベース
フレーム２の長手方向と直角方向（以下、左右方向とい
う）にスライド可能に設けられた左右移動台11と、該左
右移動台11に対しベースフレーム２の長手方向（以下、
前後方向という）にスライド可能に設けられた前後移動
台12とからなり、前後、左右、上下の位置調整を行い得
るようにしてある。
尚、図中16は前記Ｘ線透過装置７の制御、テーブル８の
位置調整、ヒータ13の制御等を遠隔操作するための制御
装置である。
位置調整、ヒータ13の制御等を遠隔操作するための制御
装置である。
無重力、高真空という宇宙環境において溶融金属の挙動
を調べる際には、るつぼ15内に固体状態の金属を入れて
蓋14を閉じ、該るつぼ15を、Ｘ線が透過されるようヒー
ター13内に配置し、制御装置16を操作し、ヒータ13を昇
温させ、るつぼ15内の金属を所要温度に加熱し、該金属
を溶融状態にし、次で、Ｘ線発生装置１からるつぼ15に
対しＸ線を放射し、該るつぼ15を透過したＸ線をＸ線受
像部３を介してカメラ４でとらえ、この時、テーブル８
を前後、左右、上下方向に位置調整することにより、る
つぼ15内の溶融金属の挙動を細部だけでなく全体的にと
らえるようにしている。
を調べる際には、るつぼ15内に固体状態の金属を入れて
蓋14を閉じ、該るつぼ15を、Ｘ線が透過されるようヒー
ター13内に配置し、制御装置16を操作し、ヒータ13を昇
温させ、るつぼ15内の金属を所要温度に加熱し、該金属
を溶融状態にし、次で、Ｘ線発生装置１からるつぼ15に
対しＸ線を放射し、該るつぼ15を透過したＸ線をＸ線受
像部３を介してカメラ４でとらえ、この時、テーブル８
を前後、左右、上下方向に位置調整することにより、る
つぼ15内の溶融金属の挙動を細部だけでなく全体的にと
らえるようにしている。
［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、前述の如き装置においては、るつぼ15に
与えられるヒータ13の熱が輻射によって外部へ放出され
やすく、特にヒータ13の両端が開口していることからる
つぼ15のＸ線透過方向両端部の熱が外部へ逃げやすく、
該るつぼ15のＸ線透過方向における温度分布が第３図の
如く不均一となり、均一な温度状態における溶融金属の
挙動を正確に把握することは困難であった。
与えられるヒータ13の熱が輻射によって外部へ放出され
やすく、特にヒータ13の両端が開口していることからる
つぼ15のＸ線透過方向両端部の熱が外部へ逃げやすく、
該るつぼ15のＸ線透過方向における温度分布が第３図の
如く不均一となり、均一な温度状態における溶融金属の
挙動を正確に把握することは困難であった。
本考案は、斯かる実情に鑑み、るつぼ内の溶融金属の温
度分布を均一化し得、溶融金属の挙動を正確に把握し得
る宇宙環境における溶融金属観察装置を提供しようとす
るものである。
度分布を均一化し得、溶融金属の挙動を正確に把握し得
る宇宙環境における溶融金属観察装置を提供しようとす
るものである。
［課題を解決するための手段］ 本考案は、所要間隔をあけて対向配置されたＸ線発生装
置とＸ線受像装置とからなるＸ線透過装置と、 前記Ｘ線発生装置とＸ線受像装置との間に設置され位置
調整可能なテーブルと、 前記Ｘ線透過装置によるＸ線放射方向に開口するよう配
設される筒状加熱体と、該筒状加熱体内に同心状に配設
され前記筒状加熱体の加熱温度に耐える炉芯管と、前記
筒状加熱体外周側に同心状となるよう所要の隙間をあけ
て配設され前記筒状加熱体の加熱温度に耐え且つ輻射熱
を反射可能な薄膜層を少なくとも有する筒状断熱壁と、
前記炉芯管両端部に着脱可能に配設され前記筒状加熱体
の加熱温度に耐え且つ輻射熱を反射可能な薄膜層を少な
くとも有するＸ線透過可能な板状断熱壁とを有し、前記
テーブル上に配置される加熱炉と、 前記炉芯管内部に配置され前記筒状加熱体によって加熱
可能で且つ内部に金属を収容可能な蓋付きのるつぼと、 を備えたことを特徴とするものである。
置とＸ線受像装置とからなるＸ線透過装置と、 前記Ｘ線発生装置とＸ線受像装置との間に設置され位置
調整可能なテーブルと、 前記Ｘ線透過装置によるＸ線放射方向に開口するよう配
設される筒状加熱体と、該筒状加熱体内に同心状に配設
され前記筒状加熱体の加熱温度に耐える炉芯管と、前記
筒状加熱体外周側に同心状となるよう所要の隙間をあけ
て配設され前記筒状加熱体の加熱温度に耐え且つ輻射熱
を反射可能な薄膜層を少なくとも有する筒状断熱壁と、
前記炉芯管両端部に着脱可能に配設され前記筒状加熱体
の加熱温度に耐え且つ輻射熱を反射可能な薄膜層を少な
くとも有するＸ線透過可能な板状断熱壁とを有し、前記
テーブル上に配置される加熱炉と、 前記炉芯管内部に配置され前記筒状加熱体によって加熱
可能で且つ内部に金属を収容可能な蓋付きのるつぼと、 を備えたことを特徴とするものである。
［作用］ 従って、無重力、高真空という宇宙環境において、るつ
ぼ内に固体状態の金属を入れて蓋を閉じ、該るつぼを、
炉芯管一端側の板状断熱壁を取り外した状態で、炉芯管
内中央部に挿入した後前記板状断熱壁を炉芯管一端側に
再び取り付け、筒状加熱体を昇温させ、るつぼ内の金属
を炉芯管を介して所要温度に加熱すると、加熱炉の半径
方向については、前記筒状加熱体外周側に所要の隙間を
あけて筒状断熱壁を設けてあるため、前記筒状加熱体と
筒状断熱壁との接触による伝導伝熱はほとんどなく、し
かも筒状加熱体から外部への輻射伝熱も前記筒状断熱壁
によって加熱炉の中心側へ反射されて効率良く遮断さ
れ、又、前記加熱炉の軸線方向については、炉芯管両端
部に配設した板状断熱壁によって、前記筒状加熱体から
炉芯管内部へ放射された熱が炉芯管両端側へ逃げてしま
うことが抑制され、この結果、前記筒状加熱体から放射
される熱は、外部へほとんど放出されることなく炉芯管
を介して均一にるつぼに伝わり、該るつぼのＸ線透過方
向における温度分布も均一化される。
ぼ内に固体状態の金属を入れて蓋を閉じ、該るつぼを、
炉芯管一端側の板状断熱壁を取り外した状態で、炉芯管
内中央部に挿入した後前記板状断熱壁を炉芯管一端側に
再び取り付け、筒状加熱体を昇温させ、るつぼ内の金属
を炉芯管を介して所要温度に加熱すると、加熱炉の半径
方向については、前記筒状加熱体外周側に所要の隙間を
あけて筒状断熱壁を設けてあるため、前記筒状加熱体と
筒状断熱壁との接触による伝導伝熱はほとんどなく、し
かも筒状加熱体から外部への輻射伝熱も前記筒状断熱壁
によって加熱炉の中心側へ反射されて効率良く遮断さ
れ、又、前記加熱炉の軸線方向については、炉芯管両端
部に配設した板状断熱壁によって、前記筒状加熱体から
炉芯管内部へ放射された熱が炉芯管両端側へ逃げてしま
うことが抑制され、この結果、前記筒状加熱体から放射
される熱は、外部へほとんど放出されることなく炉芯管
を介して均一にるつぼに伝わり、該るつぼのＸ線透過方
向における温度分布も均一化される。
［実施例］ 以下、図面に基づいて本考案の実施例を説明する。
第１図は本考案の一実施例であって、図中第２図と同一
の符号を付した部分は同一物を表わしており、Ｘ線発生
装置１とＸ線受像装置５との間に設置される位置調整可
能なテーブル８上に、内部にるつぼ15を配置可能で且つ
該るつぼ15を均一加熱可能な加熱炉17を設置する。
の符号を付した部分は同一物を表わしており、Ｘ線発生
装置１とＸ線受像装置５との間に設置される位置調整可
能なテーブル８上に、内部にるつぼ15を配置可能で且つ
該るつぼ15を均一加熱可能な加熱炉17を設置する。
前記加熱炉17は、内部にるつぼ15を挿入可能でＸ線放射
方向に延びるよう配設される石英等からなる炉芯管18の
両端部に、セラミックス製のリングブロック19を嵌着
し、該リングブロック19間に掛け渡す如く前記炉芯管18
外周側に同心状となるよう所要の隙間をあけてSiC等か
らなる筒状加熱体20を配設すると共に、石英等からなる
筒状支持部材21外周に金、白金、Ti、Ta、Mo等を凝着し
薄膜層を形成してなる筒状断熱壁23を、前記リングブロ
ック19間に掛け渡す如く前記筒状加熱体20外周側に同心
状となるよう所要の隙間をあけて配設し（第１図におい
ては二層）、前記筒状断熱壁23外周側を断熱材24によっ
て包囲し、該断熱材24を前記リングブロック19外周側に
装着されるステンレス製のカバー25によって被覆し、更
に、前記炉芯管18両端部に、石英等からなる板状支持部
材26外面に金、白金、Ti、Ta、Mo等を凝着し薄膜層27を
形成してなるＸ線透過可能な板状断熱壁28を（第１図に
おいては各二層ずつ）着脱可能に配設して構成してあ
る。
方向に延びるよう配設される石英等からなる炉芯管18の
両端部に、セラミックス製のリングブロック19を嵌着
し、該リングブロック19間に掛け渡す如く前記炉芯管18
外周側に同心状となるよう所要の隙間をあけてSiC等か
らなる筒状加熱体20を配設すると共に、石英等からなる
筒状支持部材21外周に金、白金、Ti、Ta、Mo等を凝着し
薄膜層を形成してなる筒状断熱壁23を、前記リングブロ
ック19間に掛け渡す如く前記筒状加熱体20外周側に同心
状となるよう所要の隙間をあけて配設し（第１図におい
ては二層）、前記筒状断熱壁23外周側を断熱材24によっ
て包囲し、該断熱材24を前記リングブロック19外周側に
装着されるステンレス製のカバー25によって被覆し、更
に、前記炉芯管18両端部に、石英等からなる板状支持部
材26外面に金、白金、Ti、Ta、Mo等を凝着し薄膜層27を
形成してなるＸ線透過可能な板状断熱壁28を（第１図に
おいては各二層ずつ）着脱可能に配設して構成してあ
る。
尚、前記炉芯管18は、石英に限らずるつぼ15内に入れら
れる金属の融点よりも高い融点を有するものであれば、
金、白金、Ti、Ta、Mo等で形成してもよく、又、前記筒
状断熱壁23及び板状断熱壁28は、筒状支持部材21及び板
状支持部材26を省略し、金、白金、Ti、Ta、Mo等の薄板
単独で形成してもよい。
れる金属の融点よりも高い融点を有するものであれば、
金、白金、Ti、Ta、Mo等で形成してもよく、又、前記筒
状断熱壁23及び板状断熱壁28は、筒状支持部材21及び板
状支持部材26を省略し、金、白金、Ti、Ta、Mo等の薄板
単独で形成してもよい。
又、前記Ｘ線発生装置１及びＸ線受像装置５の前記加熱
炉17対峙側には、Ｘ線放射時に開放可能な防熱シャッタ
29を設けてある。
炉17対峙側には、Ｘ線放射時に開放可能な防熱シャッタ
29を設けてある。
次に上記実施例の作動を説明する。
無重力、高真空という宇宙環境において、溶融金属の挙
動を調べる際には、るつぼ15内に固体状態の金属を入れ
て蓋14を閉じ、該るつぼ15を、炉芯管18一端側の板状断
熱壁28を取り外した状態で、炉芯管18内中央部に挿入
し、この後前記板状断熱壁28を炉芯管18一端側に再び取
り付ける。
動を調べる際には、るつぼ15内に固体状態の金属を入れ
て蓋14を閉じ、該るつぼ15を、炉芯管18一端側の板状断
熱壁28を取り外した状態で、炉芯管18内中央部に挿入
し、この後前記板状断熱壁28を炉芯管18一端側に再び取
り付ける。
続いて、制御装置16を操作し、防熱シャッタ28を閉じた
状態で筒状加熱体20を昇温させ、るつぼ15内の金属を炉
芯管18を介して所要温度に加熱する。
状態で筒状加熱体20を昇温させ、るつぼ15内の金属を炉
芯管18を介して所要温度に加熱する。
このとき、加熱炉17の半径方向については、前記筒状加
熱体20外周側に所要の隙間をあけて筒状断熱壁23を設け
てあるため、前記筒状加熱体20と筒状断熱壁23との接触
による伝導伝熱はほとんどなく、しかも、筒状加熱体20
から外部への輻射伝熱も前記筒状断熱壁23によって加熱
炉17の中心側へ反射されて効率良く遮断され、又、前記
加熱炉17の軸線方向については、炉芯管18両端部に配設
した板状断熱壁28によって、前記筒状加熱体20から炉芯
管18内部へ放出された熱が炉芯管18両端側へ逃げてしま
うことが抑制される。
熱体20外周側に所要の隙間をあけて筒状断熱壁23を設け
てあるため、前記筒状加熱体20と筒状断熱壁23との接触
による伝導伝熱はほとんどなく、しかも、筒状加熱体20
から外部への輻射伝熱も前記筒状断熱壁23によって加熱
炉17の中心側へ反射されて効率良く遮断され、又、前記
加熱炉17の軸線方向については、炉芯管18両端部に配設
した板状断熱壁28によって、前記筒状加熱体20から炉芯
管18内部へ放出された熱が炉芯管18両端側へ逃げてしま
うことが抑制される。
この結果、前記筒状加熱体20から放射される熱は、外部
へほとんど放出されることなく炉芯管18を介して均一に
るつぼ15に伝わり、該るつぼ15のＸ線透過方向における
温度分布も均一化され、るつぼ15内の金属を目標温度
（例えば1300℃）に対し±2.5℃程度の範囲内で加熱可
能となり溶融状態とすることができる。
へほとんど放出されることなく炉芯管18を介して均一に
るつぼ15に伝わり、該るつぼ15のＸ線透過方向における
温度分布も均一化され、るつぼ15内の金属を目標温度
（例えば1300℃）に対し±2.5℃程度の範囲内で加熱可
能となり溶融状態とすることができる。
前記金属を目標温度まで加熱したら防熱シャッタ29を開
き、Ｘ線発生装置１からるつぼ15に対しＸ線を放射し、
該るつぼ15を透過したＸ線をＸ線受像部３を介してカメ
ラ４でとらえ、この時、テーブル８を前後、左右、上下
方向に位置調整することにより、るつぼ15内の溶融金属
の挙動を細部だけでなく全体的にとらえるようにすれ
ば、無重力、高真空という宇宙環境において溶融状態に
ある金属の挙動をより正確に把握することが可能とな
り、新しい金属材料開発に大いに貢献し得る。
き、Ｘ線発生装置１からるつぼ15に対しＸ線を放射し、
該るつぼ15を透過したＸ線をＸ線受像部３を介してカメ
ラ４でとらえ、この時、テーブル８を前後、左右、上下
方向に位置調整することにより、るつぼ15内の溶融金属
の挙動を細部だけでなく全体的にとらえるようにすれ
ば、無重力、高真空という宇宙環境において溶融状態に
ある金属の挙動をより正確に把握することが可能とな
り、新しい金属材料開発に大いに貢献し得る。
尚、本考案の宇宙環境における溶融金属観察装置は、上
述の実施例にのみ限定されるものではなく、本考案の要
旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ること
は勿論である。
述の実施例にのみ限定されるものではなく、本考案の要
旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ること
は勿論である。
［考案の効果］ 以上説明したように本考案の宇宙環境における溶融金属
観察装置によれば、無重力、高真空という宇宙環境にお
いて溶融状態にある金属の挙動をより正確に把握するこ
とが可能となり、新しい金属材料開発に大いに貢献でき
るという優れた効果を奏し得る。
観察装置によれば、無重力、高真空という宇宙環境にお
いて溶融状態にある金属の挙動をより正確に把握するこ
とが可能となり、新しい金属材料開発に大いに貢献でき
るという優れた効果を奏し得る。
第１図は本考案の一実施例の側断面図、第２図は現在考
えられている観察装置の一例を示す斜視図、第３図は第
２図に示す装置におけるるつぼのＸ線透過方向の温度分
布を示す線図である。 １はＸ線発生装置、５はＸ線受像装置、７はＸ線透過装
置、８はテーブル、14は蓋、15はるつぼ、17は加熱炉、
18は炉芯管、20は筒状加熱体、22は薄膜層、23は筒状断
熱壁、27は薄膜層、28は板状断熱壁を示す。
えられている観察装置の一例を示す斜視図、第３図は第
２図に示す装置におけるるつぼのＸ線透過方向の温度分
布を示す線図である。 １はＸ線発生装置、５はＸ線受像装置、７はＸ線透過装
置、８はテーブル、14は蓋、15はるつぼ、17は加熱炉、
18は炉芯管、20は筒状加熱体、22は薄膜層、23は筒状断
熱壁、27は薄膜層、28は板状断熱壁を示す。
フロントページの続き (72)考案者 河内 啓輔 東京都千代田区丸の内１丁目６番２号 石 川島播磨重工業株式会社本社別館内 (72)考案者 鷹見 雅和 東京都千代田区丸の内１丁目６番２号 石 川島播磨重工業株式会社本社別館内
Claims (1)
- 【請求項１】所要間隔をあけて対向配置されたＸ線発生
装置と、Ｘ線受像装置とからなるＸ線透過装置と、 前記Ｘ線発生装置とＸ線受像装置との間に設置され位置
調整可能なテーブルと、 前記Ｘ線透過装置によるＸ線放射方向に開口するよう配
設される筒状加熱体と、該筒状加熱体内に同心状に配設
され前記筒状加熱体の加熱温度に耐える炉芯管と、前記
筒状加熱体外周側に同心状となるよう所要の隙間をあけ
て配設され前記筒状加熱体の加熱温度に耐え且つ輻射熱
を反射可能な薄膜層を少なくとも有する筒状断熱壁と、
前記炉芯管両端部に着脱可能に配設され前記筒状加熱体
の加熱温度に耐え且つ輻射熱を反射可能な薄膜層を少な
くとも有するＸ線透過可能な板状断熱壁とを有し、前記
テーブル上に配置される加熱炉と、 前記炉芯管内部に配置され前記筒状加熱体によって加熱
可能で且つ内部に金属を収容可能な蓋付きのるつぼと、 を備えたことを特徴とする宇宙環境における溶融金属観
察装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12798290U JPH0749359Y2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 宇宙環境における溶融金属観察装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12798290U JPH0749359Y2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 宇宙環境における溶融金属観察装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0485100U JPH0485100U (ja) | 1992-07-23 |
| JPH0749359Y2 true JPH0749359Y2 (ja) | 1995-11-13 |
Family
ID=31875462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12798290U Expired - Fee Related JPH0749359Y2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 宇宙環境における溶融金属観察装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0749359Y2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009074800A (ja) * | 2007-09-18 | 2009-04-09 | Bridgestone Corp | ヒータユニット及びｘ線解析装置 |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP12798290U patent/JPH0749359Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009074800A (ja) * | 2007-09-18 | 2009-04-09 | Bridgestone Corp | ヒータユニット及びｘ線解析装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0485100U (ja) | 1992-07-23 |
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