2008 Fiscal Year Annual Research Report
新規マイクロ波加熱法の高度利用による環境・省エネルギー・材料プロセスの開発
| Project Area | Microwave-Excited, High-Temperature Thermally Non-Equilibrium Reaction Fields |
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18070002
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
吉川 昇 Tohoku University, 大学院・環境科学研究科, 准教授 (70166924)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
滝沢 博胤 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90226960)
森田 一樹 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00210170)
亀岡 聡 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (60312823)
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| Keywords | マイクロ波 / 環境 / 材料 / プロセッシング / 省エネルギー / 電磁場 / 廃棄物 / 機能性 |
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| Research Abstract |
(1)金属生産過程で発生する廃棄物の処理 : 鉄鋼スラグのような複合酸化物内においては、MWを吸収し加熱されやすい酸化物が含まれている。これを選択加熱・肥大化後、破砕分離を行うため、結晶相の優先加熱条件と肥大化の関係を調べた。これにより含Ti鉄鋼スラグの破砕を容易にする可能性を見出した。また酸洗スラッジなど水和化合物の処理への新規適用を行なった。これの方法により、有効な脱水の手法を開発し、有価金属含有物のリサイクルの前処理工程を検討した。
(2)都市ゴミ焼却灰の溶融固化処理 : MWの電場による低温度域の誘電加熱昇温により電気伝導度を増加させた上で、MWの磁場を利用して誘導加熱溶融を行う。この電磁場複合プロセスによる焼却灰、飛灰の溶融固化(減容、有害元素固定化)の高効率化を実現化する。この目的でソーダ石灰ガラスへの金属粉末添加によるマイクロ波加熱挙動に関し詳細な知見が得られた。
(3)適切な周波数利用、マイクロ波電場・磁場の適切利用による金属・セラミックス材料の高品位高効率プロセス化 :
マイクロ波は迅速なセラミック焼結、材料合成や結晶化が可能である。本研究では、微視的非熱平衡、及び特殊反応性を利用して、特殊な微細組織を有する新規機能材料作製や表面処理法を開発する。たとえば、金属薄膜のマイクロ波磁場を利用した加熱処理を行うと加熱効率が高い事を見出し、ゾルゲル法で作成したPZTを含む多層膜における金属膜の加熱により迅速にPZTを結晶化する事がに成功した。
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