2017 Fiscal Year Annual Research Report
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17H03435
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
今宿 晋 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (40606620)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | カソードルミネッセンス / 窒化物介在物 / CaO-Al2O3介在物 / 鉄鋼材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、鉄鋼中の様々な介在物をカソードルミネッセンス法によって検出する手法の確立を目指した。鉄鋼中の介在物は伸線・撚線工程での破断、疲労破壊、水素誘起割れ、表面の疵、連続鋳造におけるノズル閉塞などの問題を引き起こすので、介在物分析は鉄鋼生産において重要である。
本研究では、BN, AlNおよびCaO-Al2O3系介在物をCL測定によって検出および識別できるか検討した。CL像を撮影することで、BNについては青色の発光を示し、5マイクロメートル以上の介在物を、AlNについては青色の発光を示し、20マイクロメートル以上の介在物を検出することができた。AlN介在物は、発光色からAl2O3と識別することもできた。CaO-Al2O3系介在物については、Ca12Al14O33, CaAl2O4, Ca3Al10O18, CaAl4O7, CaAl12O19の5種類の化合物のCLスペクトルをもとに、CL像を撮影することで発光色から、連続鋳造においてノズル閉塞およびストッパー溶損を引き起こさないCaAl2O4およびCa3Al10O18をCa3Al2O6, Ca12Al14O33, CaAl4O7, CaAl12O19と識別することができた。
また、X線励起ルミネッセンス(XEOL)法を用いたはAl2O3介在物とMgAl2O4介在物の識別できるか検討した。XEOL法は大気中でも測定が可能であるため、介在物のオンライン分析に応用できる可能性がある。そこで、Al2O3介在物とMgAl2O4介在物を含む試料のXEOL像を撮影したところ、発光色からAl2O3介在物(青色あるいは赤色)とMgAl2O4介在物(緑色)を識別できた。655nm以上の光を除去するフィルターを用いてXEOL像を撮影すると、Al2O3介在物はすべて青色に発光するので、より容易にAl2O3介在物とMgAl2O4介在物を識別できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成29年度の目標である、カソードルミネッセンス法による鉄鋼中の様々な介在物を識別できることを示し、これらの介在物の発光メカニズムを解明できたから。
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| Strategy for Future Research Activity |
カソードルミネッセンス法を製鋼スラグ中のフリーCaOおよびフリーMgOの迅速同定に応用する。また、X線励起ルミネッセンス法を用いた大気中での製鋼スラグ中のフリーCaOおよびフリーMgOの検出が可能かを調査する。
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