高純度ガリウム抽出のためGaーβーアルミナの作成

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63850144
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 田巻 繁 新潟大学, 理学部, 教授 (80018259)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 曽我 幸三 日本特殊陶業kk, 研究部, 研究員 ; 飯島 繁 日本特殊陶業kk, 研究部, 主査補 ; 武田 信一 九州大学, 教養部, 助教授 (10111733) ; 原田 修治 新潟大学, 工学部, 助教授 (80134956) ; 岡崎 秀雄 新潟大学, 教養部, 教授 (60018265)
• Keywords: 新素材 / 超イオン導電体 / ガリウムベ-タアルミナ作成 / ナトリウムベ-タアルミナ

Research Abstract

これまでの予備実験及び文献調査から、GaCL_2が溶融状態ではGa^<1+>とGa^<3+>とが共存することが確かめられている。そこで(+)|GaCl_2(L)+Ga(L)|ナトリウムーβーアルミナ|GaCl_2(L)|(-)|のような結線をし、これにどのように通電するか試行錯誤した。その結果、印加電圧は2V以下であること、また加熱適温は約210℃であることが判明した。試料部をアルゴン雰囲気にし、20時間以上通電することにより、NaーβーアルミナのNa^+イオンがGa^+イオンに置換される。この印加電圧の上限は通電のク-ロン滴定には極めて重要である。というのはそれ以上では試料が破壊されるからである。えられたGaーβーアルミナが完全にGaに置換されていることを確認するため、蛍光X線による原子吸収スペクトルの実験を、置換前後の試料について行い、置換後の試料にはGaのKα、Kβの吸収スペクトルが顕著であり、またNaのKα吸収ピ-クが殆んど消失していることを確かめた。
次に、このGaーβーアルミナが結晶構造の観点からNaーβアルミナとどのような相違があるかを調べるためX線回折の実験を行った。その結果Gaーβーアルミナの基本構造はNaーβーアルミナのそれと等しいスピネルブロックを含む六方晶であるが、置換によりC軸の基本長が22.735Å)となり、Naのそれ(22.512Å)に比して約1%増加していることが判明した。これに反し、a軸の長さは殆んど不変の5.603Åであった。
このGaーβーアルミナ作成の間、Naーβーアルミナの積極的利用として、NaーIn、NaーBiの溶融状態における混合の熱力学諸量をも測定した。

Research Products

• [Publications] S.Tamaki: "Thermodynamic properties of liquid Na-In alloys under high pressure" J.Phys.:Condensed Matter. 1. 8649-8658 (1989)
• [Publications] S.Takeda: "Thermodynamic properties of liquid Na-Bi system under high pressure" J.Phys.:Condensed Matter. 2. (1990)
• [Publications] 田巻繁: "高純度ガリウム抽出のためGaーβーアルミナの作成" 学術月報. 43. (1990)