2006 Fiscal Year Annual Research Report
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17560656
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
石川 信博 独立行政法人物質・材料研究機構, ナノ計測センター, 主幹研究員 (00370312)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木村 隆 独立行政法人物質・材料研究機構, ナノ計測センター, 主幹研究員 (70370319)
稲見 隆 茨城大学, 工学部, 講師 (20091853)
渡辺 義見 名古屋工業大学, 工学部, 教授 (50231014)
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| Keywords | 酸化カルシウム / 酸化アルミニウム / ヘマタイト / 炭素蒸着 / その場観察 / ウスタイト |
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| Research Abstract |
17年度にウスタイト(FeO)が炭素により還元される現象をTEM内でその場観察することに初めて成功したので、18年度は前年開発した試料作製法が他の酸化鉄にも応用できるようにすることを目標とした。実際の高炉製鉄法では鉄鉱石(=酸化鉄)と石炭(=炭素)の他に反応促進やスラグの分離のため添加物が使用される。そこで、本研究でも不純物として使われているもののうち、酸化カルシウム(CaO)、酸化アルミニウム(Al_2O_3)をそれぞれ3%添加したウスタイト、また鉄鉱石の主成分であるヘマタイト(Fe_2O_3)についても炭素蒸着で炭素を接触させ、同様の手法が利用できるか試した。その結果、酸化カルシウム入りの試料は純ウスタイトが反応が開始する600-700度はもちろんのこと900度まで上げてもほとんど反応せずカルシウムが還元の阻害要因となっていることが確認できた。また酸化アルミニウム入りの試料ではウスタイト同様活発に反応が起きてかなりの炭素を含有するものの鉄の析出を確認した。ただし酸化アルミニウムはウスタイトと複合化合物を作って特定の結晶粒に偏析する傾向にあり実際、ウスタイト母相中のアルミニウム濃度は0.2-0.3wt%とほぼTEM-EDSでは検出限界に近いレベルでしか存在しなかった一方、一部の結晶流からは数十wt%のアルミニウムが検出された。実際に炭素と接触させたのは母相のみでほとんどアルミニウムの効果が効かなかった可能性がある。さらにヘマタイトを使った場合は反応が起きるもののウスタイトほど活発ではなくこの点についてはヘマタイトが安定酸化物であり、バルク試料で行われている実験結果に近いものが得られた。また、他の材料として複数の金属の接触界面の解析法にも応用して形成した金属問化合物の解析にも成功した。
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