水素プラズマ溶解の不純物除去促進機構の解明

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08455344
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 一色 実 東北大学, 素材工学研究所, 教授 (20111247)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石川 幸雄 東北大学, 素材工学研究所, 助手 (40250823) ; 三村 耕司 東北大学, 素材工学研究所, 助手 (00091752)
• Keywords: プラズマ溶解 / 水素プラズマ / 精製 / 高純度金属

Research Abstract

前年度までに実施した金属不純物濃度の水素プラズマ溶解時間依存性の測定から、不純物除去は高濃度域(ステップI)および低濃度域(ステップII)で、それぞれ除去速度の異なる一次反応に従い、水素の効果は、ステップIの速度の増加と両ステップの転移濃度の低下をもたらすことが明らかとなった。さらに、熱力学的および速度論的考察から、ステップIおよびIIはそれぞれガス側および融液側の拡散律速であることが明らかとなった。
平成10年度は、脱ガス効果についても検討を加え、この優れた精製効果を利用する目的で鉄の精製プロセスの1過程として取り込み、下記の成果を得た。
1. 鉄中の酸素濃度は溶解時間と共に極めて迅速に進行し、上記金属不純物の場合と同様に一次反応に従い、2つのステップからなることが明らかとなった。見かけの反応速度の水素分圧依存性から、脱酸には活性水素による表面反応律速であると考えられた。
2. 溶媒抽出、陰イオン交換精製および水素プラズマ溶解から成る精製プロセスで、市販最高純度に匹敵する高純度鉄を得ることが可能となった。また、水素プラスマ溶解は脱酸のみならずMn,Cu等の金属不純物の除去にも有効であることが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] D.Elanski: "Purification of tantalum by means of plasma are melting" Materials Lett.30. 1-5 (1997)
• [Publications] 三村耕司: "高純度化技術体系,第2巻(PP.887〜894)特殊溶解" フジテクノシステム, 1019 (1997)