メカニカルアロイング法による金属酸化物の非平衡強制還元

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09555188
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 徳満 和人 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (20180143)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井野 博満 法政大学, 工学部, 教授 (20029466) ; 鈴木 謙爾 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (10005861) ; 宮沢 薫一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (60182010) ; 森田 一樹 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (00210170) ; 那須 稔雄 山形大学, 教育学部, 教授 (00083436)
• Keywords: メカニカルアロイング / ボールミル / 非平衡反応 / 固相反応 / 還元 / 銀酸化物 / 銅酸化物 / 鉄酸化物

Research Abstract

メカニカルアロイング法を用いて、金属酸化物を常温/常圧下で強制的に固相還元することを試みた。本年度の実施項目は以下の通りである。
1. 鉄酸化物(Fe_2O_3)の金属元素(Al,Ti,Mg)による還元
2. 鉄酸化物(Fe_2O_3)の水素ガス(H_2)による還元
3. 高性能中規模MA装置の試作
(1)は全ての実験において成功し、金属鉄を得ることができた。還元時における結晶構造の変化と酸素原子の欠損化過程をX線回折/電顕観察/磁化測定/^<57>Feメスバウアー分光法によって検討した。その結果はISMANAM-98(Wollongong,Australia)を初め、日本金属学会、粉体粉末冶金協会で発表し、高く評価された。
(2)は鉄酸化物中の酸素原子をFe_2O_3+H_2->Fe+H_2Oの形で除去するものである。複合酸化物を形成しないため、欠損化過程の評価に有意義である。実用的観点からも水素ガスが望まれており、また超常磁性/超強磁性鉄原子クラスターの作製やヘマタイト/マグネタイト/ウスタイト/金属鉄複合ナノ磁性体への途を開くものである。日本金属学会99(春)において発表する。
(3)は、スクリュー型のミル装置であり、2月に完成する。他の装置と比較して反応時間を2ケタ短縮できる中規模装置である。

Research Products

• [Publications] T.Nasu and K.Tokumitsu: "Solid State Reduction of Iron-Oxide by Ball-Milling" Materials Science Forum.
• [Publications] K.Tokumitsu: "Magnetic Properties of Fe-Cu Solid Solutions Prepared by Mechanical Alloying" Materials Science Forum.
• [Publications] K.Tokumitsu: "Atomic Distribution Change in Fe-Cu Solid Solutions Prepared by Mechanical Alloying" Materials Science Forum.
• [Publications] K.Tokumitsu and T.Nasu: "Deoxidation of Iron Oxides by Ball-Milling" Materials Science Forum. 269. 181-186 (1998)
• [Publications] K.Tokumitsu: "Phase Stabilities and Magnetic Properties of Fe-Cu Solid Solutions prepared by Mechanical Alloying" Materials Science Forum. 269. 467-472 (1998)