希土類元素を含む銅系合金および酸化物の製造プロセシングに関する基礎的研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09650816
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Kansai University
• Principal Investigator: 大石 敏雄 関西大学, 工学部, 教授 (80026145)
• Keywords: 希土類 / 希土類炭化物 / 銅-希土類合金 / 熱力学 / 溶解度 / 酸素ポテンシャル / 相平衡 / ジルコニア固体電解質

Research Abstract

本年度は銅-希土類合金の溶製に関する研究を主に行った。希土類元素としてLa,Nd,SmおよびCeを選び、Ar雰囲気下、グラファイトるつぼにて1500-1900Kの温度域で銅-RE(希土類、以後RE)合金を溶解した。使用したREは炭化物が安定なため溶銅中へのREの溶解度は希土類炭化物の生成により飽和に達した。サンプリング試料のRE分析を行った結果、溶銅合金-グラファイト-RE炭化物の3凝縮相平衡で決まる溶銅中のREの溶解度はそれぞれ温度の関数として次式で与えらる結果を得ている。
log(mass%La)=0.476+2.17x10^<-4>T (1623〜1873K)
log(mass%Nd)=0.4924+2.98x10^<-4>T (1523〜1775K)
log(mass%Sm)=2.65-5.22x10^3/T+3.89x10^6/T^2(1530〜1781K)
log(mass%Ce)=0.424+3.59x10^<-4>T(1623〜1773K)
また、Y,Gdについて現在実験を続行中である。
一方、固体Cu-La-O,Cu-Nd-OおよびCu-Gd-Oの相関系を1000〜1300Kにおいて試料急冷後の粉末X線回折により求め、等温断面図を作成した。その結果、La系では複合酸化物としてLa_2CuO_4およびLaCuO_2が、Nd系ではNd_2Cu0_4およびNdCuO_2が、Gd系ではGd_2CuO_4が存在することを明らかにした。現在、それぞれの系内に存在する3凝縮平衡に対してジルコニア固体電解質を用いて酸素分圧を測定中である。