固相エレクトロトランスポート法による希土類金属の高純度化

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05555198
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 山内 睦文 名古屋大学, 工学部, 教授 (40115647)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 遠藤 博司 大同特殊鋼(株), 技術開発研究所・新素材研究室, 研究員 ; 藤根 道彦 大同特殊鋼(株), 技術開発研究所・新素材研究室, 主任研究員 ; 高橋 喜一 名古屋大学, 工学部, 助手 (70023190) ; 藤澤 敏治 名古屋大学, 工学部, 助教授 (20115629)
• Keywords: 固相エレクトロトランスポート法 / イットリウム / 酸素 / 高純度化 / 希土類金属

Research Abstract

本年度は,昨年度に構築した固相エレクトロトランスポート精製システムを用い,希土類金属中のガス成分の除去に関する研究を行った。希土類金属に市販品レベルのイットリウムを,不純物に酸素を選定し実験を行った。
1.小さいサイズ(直径3.5〜4.0mm,長さ10mm)の試料(初期酸素濃度0.5mass%)を用い,温度1123〜1513K,電場の強さ5.3〜10.6Vm^<-1>でエレクトロトランスポート処理を行った。その結果,イットリウム中の酸素は,アノード方向へ移動し、カソード側が精製されることが分かった。また高純度化の観点からは,処理温度を低下させ,強い電場を印加し,長い試料を用いることにより,より高い精製効果が得られることが分かった。ただし処理温度の低下は,精製速度の低下につながり,注意を要することも明らかにした。さらに,同温度範囲内での酸素の拡散係数を決定した。
2.1.で得た高い精製効果を得る条件を考慮し,工業的観点から,直径8.0mm,長さ105mmの試料を用い,1373Kにて高純度化実験を行った。その結果,次の知見が得られた。(1)長い試料を用いた場合,定常状態に達するまでに極めて長い処理時間を必要とするため,定常状態まで精製を進めることは必ずしも得策ではない,(2)濃縮端では,酸素が酸素ガスあるいは酸化物として放出され,精製が促進される。