| 研究課題/領域番号 |
08455344
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
金属生産工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
一色 実 東北大学, 素材工学研究所, 教授 (20111247)
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| 研究分担者 |
石川 幸雄 東北大学, 素材工学研究所, 助手 (40250823)
三村 耕司 東北大学, 素材工学研究所, 助手 (00091752)
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| 研究期間 (年度) |
1996 – 1998
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| 研究課題ステータス |
完了 (1998年度)
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| 配分額 *注記 |
7,600千円 (直接経費: 7,600千円)
1998年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1997年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1996年度: 6,600千円 (直接経費: 6,600千円)
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| キーワード | プラズマ溶解 / 水素プラズマ / 精製 / 高純度金属 / シミュレーション / 発光スペクトル / 蒸発 / 熱伝導 / 分光学的解析 / 反応速度 / 蒸発種 |
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| 研究概要 |
水素プラズマ溶解は大気圧下での溶解にもかかわらず、ppbレベルの不純物の除去にも有効である。本研究は、この特異な不純物除去機構を解明することを目的とした。以下に得られた成果を述べる。
1. 金属不純物濃度の水素プラズマ溶解時間依存性の測定から、不純物除去は高濃度域(ステップI)および低濃度域(ステップII)で、それぞれ除去速度の異なる一次反応に従うことが明らかとなった。水素の効果は、ステップIの速度の増加と両ステップの転移濃度の低下をもたらす。
2. ステップIおよびIIは、それぞれガス側および液相側境界層中の拡散律速であることが明らかとなった。
3. 熱力学的解析およびプラズマ溶解の数学的伝熱計算から、水素プラズマガスの使用は、熱効率を著しく高め、ガス側境界層中の拡散速度を大きくすることが明らかとなった。
4. 熱力学的解析から、不純物除去は蒸発によることが明らかとなったが、酸素およびV族元素については活性水素の存在による化学的効果の大きいことが明らかとなった。
4. 水素プラズマ溶解を、実用規模の溶解精製法として位置付けることができた。また、鉄の高純度化プロセスに適用し、その有効性を立証することができた。
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