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CeO_2のCS_2ガス還元硫化による機能性硫化セリウムの新製造法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 07650863
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 金属生産工学
研究機関室蘭工業大学

研究代表者

嶋影 和宜  室蘭工業大学, 工学部, 教授 (70005346)

研究分担者 平井 伸治  室蘭工業大学, 工学部, 助教授 (10208796)
研究期間 (年度) 1995 – 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
1996年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
1995年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
キーワード硫化セシウム / CS_2ガス / 硫化反応 / 酸化セリウム / 生成 / 機能性 / 製造法 / 硫化セリウム / 合成 / 焼結
研究概要

1.目的 融点が2723Kに達するCeSは、耐熱衝撃性にも優れ、金属と同程度の熱膨張特性を有し、低蒸気圧で熱力学的にも安定であるため、既に報告してきたCe_2S_3をも凌駕する高温材料と見なすことが出来る。本研究ではCeO_2のCS_2ガス還元により合成したα‐Ce_2S_3粉末を出発原料に用い、Ce_2S_3の金属Ce還元によりCeS粉末を合成すると共に、合成粉末の高純度化を目指したホットプレス法によるその焼結を試みた。
2.方法 CeO_2粉末をCS_2ガス中983Kにて28.8ks硫化することにより酸素含有量が1.3mass%で平均粒径が6.08μmのα‐Ce_2S_3粉末を合成した。続いて、Ceインゴットから削り出した粒径100〜200μmのCe粉末とα‐Ce_2S_3粉末を混合した後、混合物圧粉体を載せた黒鉛ボ-トを反応管内に挿入し、加熱前の真空度が2.7×10^<-4>Paの真空中1273Kにて10.8ks加熱することによりCeS粉末を合成した。なお、Ce粉末の作製から圧粉成形までの操作は全てAr雰囲気中にて行った。焼結実験はホットプレス法により5×10^<-5>Paの真空中で20MPaの圧力を加えながら0.33°/sの一定速度で昇温し、1773〜2173Kの所定温度において1.8ks保持する方法により行った。
3.結果 合成粉末のX線回折結果より、圧粉体のCe組成が50mol%では、CeSの生成量が少なく、未反応のα-Ce_2S_3の他に、Ce_2S_3とCe中のCeO_2との反応により生成したCe_2O_2Sも多く残存していた。しかし、Ce組成が60.3mol%になると微量のCeとCe_2O_2Sは残存するが、CeSの生成量が最も増大し、未反応のCe_2S_3も消滅した。次に、この微量のCeとCe_2Sが残存した酸素含有量が1.5mass%で平均粒径7.19μmの合成粉末を用いて焼結実験を行ったところ、焼結温度の増加と共にCe_2O_2Sの生成量は減少し、2173KにおいてX線的にCeS単相が得られ、酸素含有量も0.7mass%まで抑えることが出来た。この原因として、合成粉末中に微量のCeとCe_2O_2Sが残存していたため、Ce_2O_2S+Ce=CeS+2CeOの反応によるものと推察した。

報告書

(3件)
  • 1996 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (11件)

  • [文献書誌] 嶋影和宜: "CeO_2のCS_2ガス硫化によるCe_2S_3の生成" 日本金属学会第116回大会講演概要集. p54 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 平井伸治: "Ce_2S_3粉末の生成と焼結性" 日本セラミックス協会第8回シンポジウム講演予稿集. p329 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 嶋影和宜: "Ce_2S_3化合物の合成と焼結挙動" 資源・素材学会秋季大会講演集(素材プロセシング資料). p88-91 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazuyoshi Shimakage: "Synthesis and Sintering of Ce_2S_3 Powder" Journal of the American Ceramic Society. (in press). (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazuyoshi Shimakage: "Synthesis of Ce_2S_3 Compound by Sulfurizatio of CeO_2S_3 with CS_2 Gas" Proceedings of 116th Spring Meeting of Japan Institute of Metals. 54 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shinj Hirai: "Preparation and Sintering of Ce_2S_3 powder" Proceedings of 8th Symposium of Japan Ceramic Society. 329 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazuyoshi Shimakage: "Synthesis of Ce_2S_3 Compound and lts Sintering Behavior" Proceedings of Autumn Meeting of Japan Institute of Metals. 88-91 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazuyushi Shimakage: "Synthesis and Sintering of Ce_2S_3 Powder" Journal of the American Ceramic Society. (in press). (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 嶋影和宜: "CeO_2のCS_2ガス硫化によるCe_2S_3の生成" 日本金属学会第116回大会講演概要集. 54 (1995)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 平井伸治: "Ce_2S_3粉末の生成と焼結性" 日本セラミックス協会第8回シンポジウム講演予稿集. 329 (1995)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 嶋影和宜: "Ce_2CS_3化合物の合成と焼結挙動" 資源・素材学会秋季大会講演集(素材プロセシング資料). 88-91 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1995-04-01   更新日: 2016-04-21  

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