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

1999 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): 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) ; 井野 博満 法政大学, 工学部, 教授 (20029466) ; 鈴木 謙爾 特殊無機材料研究所, 所長(研究職) (10005861)
• Keywords: メカニカルアロイング / 非平衡反応 / 固相反応 / 還元反応 / 鉄酸化物 / 銅酸化物 / 銀酸化物

Research Abstract

メカニカルアロイング法を用いて、金属酸化物の常温常圧下における非平衡強制還元を実施した。平成9年〜平成11年の各年度において以下の実験を行い、日本金属学会、粉体粉末冶金協会、日本化学会、準安定相及びナノ材料国際会議において公表した。
平成9年度:1.銀酸化物と銅酸化物の炭素による強制還元の実施
2.メスバウアー分光の設置
3.メカノケミカルリアクターの試作
平成10年度:4.鉄酸化物の金属元素による強制還元の実施
5.セラミックス反応システムの設置
平成11年度:6.鉄酸化物の水素/メタンガスによる強制還元の実施
7.鉄酸化物の安定性の評価
8.α-Fe/マグネタイト複合粒子およびセル構造マグネタイト粒子の作製
本研究によって、非熱的な手法による金属酸化物の強制還元が可能なことが実証された。特に鉄酸化物の場合、数ナノメートルの超常磁性α-Feが確認されたことは、還元過程を原子レベルで評価することが可能であることを指摘するとともに、新規材料の開発に転用できることを示した。また複合およびセル構造粒子の作製にも世界に先駆けて成功し、メタノール合成触媒への途を拓いた。

Research Products

• [Publications] T.Nasu and K.Tokumitsu: "Reduction of iron oxide by ball-milling with hydrogen gas flow"J.Metastable & Nano-crystalline Materials.
• [Publications] K.Tokumitsu and T.Nasu: "Synthesis of nano-structured Fe/Fe_3O_4 complex particle by thermal decomposition of wustite"J.Metastable & Nano-crystalline Materials.
• [Publications] K.Tokumitsu and T.Nasu: "水素ガス還流メカニカルアロイング法によるヘマタイトからの超微細結晶粒鉄の生成"固体の反応性. 10. 167-170 (1999)
• [Publications] T.Nasu and K.Tokumitsu: "Solid state reduction of iron oxide by ball-milling"J.Metastable & Nano-crystalline Materials. 2. 185-190 (1999)
• [Publications] K.Tokumitsu: "Atomic distribution change of Fe-cu solid solution prepared by mechanical alloying"J.Metastable & Nano-crystalline Materials. 2. 405-410 (1999)
• [Publications] T.Nasu and K.Tokumitsu: "Deoxidation of iron oxide by ball-milling"Materials Science Forum. 269. 181-186 (1998)