電気化学的方法による溶解亜鉛めっき反応の熱力学・速度論的研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06650835
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: 山口 周 名古屋工業大学, 工学部, 助教授 (10182437)
• Keywords: 溶解亜鉛メッキ / ドロス / 濃淡電池 / 状態図 / 相平衡 / Fe / Al / Zn

Research Abstract

塩化物/β-アルミナ電解質を用いた起電力法により,Fe-Al二元合金系とFe-Al-Zn三元系合金中のAlの活量測定を行った.【chemical
この電池はAl濃淡電池として作動し,起電力は両極のAl活量を用いて次式のように表され,Fe-Al,Fe-Al-Zn三元系の金属間化合物中のAlの化学ポテンシャルが起電力と温度から求められる.
EN=(RT)/(3F)1n((a_<Al>)/(a^0_<Al>))=(RT)/(3F)1n(a_<Al>)
亜鉛液相と金属間化合物の共存下でのAlポテンシャルと温度の関係から,亜鉛液相と共存する金属間化合物のポテンシャル状態を描いた.その結果,従来報告されて行いたδ_1+Fe_2Al_5+liq.の三相平衡は460℃以下でΓ_1+Fe_2Al_5+liq.およびδ_1+Γ_1+liq.の2つの三相平衡へ分岐し,従来δ_1が安定と思われていた領域でΓ_1が安定相として存在することが明らかになった.このΓ_1相は,大きく粒成長するとともにAlの溶解度がδ_1相に比較して高いこと,並びにδ_1相との組織学的な特徴の相違とその成長機構を推定した.また実際のCGLポットから採取された大きく粒成長したボトムドロスがΓ_1相であることが確認され,従来CGLにおける表面傷は,このΓ_1相によるものと推定される.以上の成果は,今回用いた新しい測定法により初めて明らかになったものであり,従来の測定法では検出が困難な現象であった.また,δ_1に2次相転移の可能性が示唆され,これをδ'_1としてその存在領域を示した.ただし現時点では結晶構造などに関する詳細は確認できていない.さらにドロス相の平衡組成を分析により決定し,これをもとにして組成状態図を描くとともに従来の結果と比較した.このポテンシャル状態図を用いて,実操業におけるポットの内の温度,アルミポテンシャル分布を測定・解析し,ポット内におけるΓ_1相の生成機構について推定した.

Research Products

• [Publications] 菊池英文ほか: "亜鉛浴アルミ濃度センサーの溶融亜鉛メッキ設備への適用方法の検討" 材料とプロセス(CAMP-ISIJ). 8. 658- (1995)
• [Publications] 山口 周ほか: "Phase Equilibria between Intermetallic Compounds in Hot Dip Galvanizing Bath using Al Concentration Cell" Proc. of Zine and Lead'95. 880-889 (1995)
• [Publications] 山口 周ほか: "Phase Stability of Dross Phases in Equilibrium with Liquid Zn Measured by Al Sensor" Proc. of Galvatech'95. 787-794 (1995)
• [Publications] 山口 周ほか: "Develeopment of Al Sensor in Zn Bath for Continuous Galvanizing Processes" Proc. of Galvatech'95. 647-655 (1995)
• [Publications] 山口 周ほか: "亜鉛浴と平衡するドロスの相平衡" 材料とプロセス(CAMP-ISIJ). 8. 1555- (1995)
• [Publications] 山口 周ほか: "亜鉛浴中におけるΓ_1相の生成機構" 材料とプロセス(CAMP-ISIJ). 8. 1556- (1995)