(→界面不安定)→組織構造生成といった素過程時系列により構成される。本研究では、この時系列の本質的変容により従来の凝固過程に比べて様々な特長をもたらし得る超急速凝固過程の開発を目的とした。組織構造形成に至るモデリング、および分子動力学の適用を取り上げた。核生成過冷度については、融液体積や冷却速度の影響が実験的に把握された。急速凝固サンプル分析による核生成点分布の測定法が開発され、核生成点は融液初期過熱度が大きな場合はランダムに分布し、過熱度が小さい場合は従来の認識と異なり規則配置となることが示された。この結果に基づきデンドライトなど組織形成に至る過程のモデル構築が凝固速度をパラメータとして行われた。冷却面表面性状の調整により、冷却速度や核生成過冷度の均一化が図れることを示した。分子動力学法の適用に関しては、実験では追跡不可能な超急速凝固過程における熱応力・転移などの発生を追跡できる段階に至った。おける接触熱抵抗の発生は接触界線の安定性と密度に関連していることが示された。移動冷却面上に形成される接触界線は、低速でも高速でも不安定であり、中程度の速度でのみ安定である。安定領域の上限界は動的非濡れ条件により定まり、下限界は冷却面材料の熱伝導率が低いほど低下し、接触界線を安定化させ接触熱抵抗の軽減を図るには凝固先端を接触界線より下部に位置させることが有効であることが示された。