石英ガラス廃材を利用した高機能マグネシウム合金の創製とリサイクル技術の開発
| Project/Area Number |
16760060
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Field |
Materials/Mechanics of materials
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
都筑 律子 東大, 先端科学技術研究センター (80345165)
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| Project Period (FY) |
2004 – 2005
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2005)
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| Budget Amount *help |
¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2005: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2004: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
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| Keywords | 廃ガラス / マグネシウム合金 / 固相反応 / 環境軽負荷 / リサイクル / マグネシウムシリサイド |
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| Research Abstract |
現行のガラスリサイクルでは,廃棄ガラスを含むガラス原料を高温で溶融して製造する方法が主であり,その過程で多量のエネルギー(重油,電力,用水等)が必要となり,同時に大気汚染物質(CO_2,NO_x/SO_x)が排出されるなどの問題がある.本研究では地球環境クリーン化の観点から,これらの環境負荷要因の削減をはかるために廃ガラスの革新的なマテリアルリサイクルプロセスを構築する.具体的には,ガラスの主成分であるシリカ(SiO_2)に着目し,マグネシウム(Mg)合金と組合せた状態で加熱・加圧することで両者間での固相反応合成を利用して新規化合物マグネシウムシリサイド(Mg_2Si)を生成する.これをMg合金中に分散させることで高強度化・高機能化を達成する.その結果,固相反応工程では,エネルギー消費量と前記の大気汚染物質の削減を可能とする.以上の通り,本研究では,次世代軽量・高機能性マグネシウム複合材料の創製を目指すと共に,使用済廃材のリユース・リサイクルによる資源の有効活用化を目的とする.
具体的な研究課題は,ガラス廃材とマグネシウム素形材といった従来にない組合せによる
(1)反復式塑性加工法を利用した環境低負荷型リサイクルプロセスの構築と
(2)機械特性および耐摩耗性に優れたマグネシウム複合材料の創製
である.先ず,研究調査として,瓶ガラス廃材とTFTガラス廃材を投入原料としたMg_2Si/MgO/Mg合金複合材料の創製および特性評価を行い,以下の知見を得た.
1)DTAおよびXRDによりMgと各ガラス廃材間での固相合成反応温度域を調査した結果,反復式塑性加工法における微細組織化に伴い,反応開始温度が低減した.
2)目的とするMg_2Si/MgO粒子の生成が確認できた.
3)廃ガラス粒径の減少および加工回数の増加によって上記固相反応を促進するものの,通常のSiO_2粉末と比較すると合成反応は若干不活性であり,粗大粒径の中心部に一部未反応部が残存した.
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Report
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Research Products
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