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アルミニウム展伸材の高度循環利用に資するビーム走査型レーザー発光分析装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H01903
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 環境材料・リサイクル
研究機関東北大学

研究代表者

我妻 和明  東北大学, 金属材料研究所, 教授 (30158597)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2017年度: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
キーワードリサイクル / アルミニウム素材 / 品番毎選別 / レーザー誘起プラズマ発光分析 / 品番別選別 / 有価物回収 / 高度循環利用 / レーザー誘起プラズマ発光分析法 / 定量分析
研究成果の概要

アルミニウム素材リサイクルの一つの理想型である"展伸材to展伸材"の再生利用を実現するために、展伸材の品番別選別のための含有元素情報と、リサイクル材の品位評価のための重要指標である粗大金属間化合物の含有量を同時に評価することができる、レーザー誘起プラズマ発光分析装置の実用化を目的とした。研究成果として、元素含有量の情報に基づくアルミニウム合金の品番選別とその粗大介在物の分布を評価することができる装置開発を行い、実際分析への適用が可能となった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

アルミニウムスクラップ素材の含有合金元素に注目した、製品品番毎の選別は、資源循環型社会の構築、金属資源の高度循環利用において特に重要となっている。本研究で開発したレーザー誘起プラズマ発光分析装置は、品番により異なる合金元素の種類や含有量を高精度かつ短時間で判定できる能力を持つため、アルミニウム素材の選別現場において運用することが可能である。その分析情報は、アルミニウム素材の高度選別に関する課題解決に資するものである。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 5件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Chracteristics of the transient signal from pulsed glow dischaege plasma for atomic emission analysis2020

    • 著者名/発表者名
      K. Wagatsuma
    • 雑誌名

      Appl. Spectrsc. Rev.

      巻: 55 号: 1 ページ: 76-86

    • DOI

      10.1080/05704928.2019.1588742

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Statistical analysis on the distribution of alumina inclusion particles in ferritic stainless steels in laser-induced breakdown spectrometry using 1-kHz Q-switched Nd:YAG laser2020

    • 著者名/発表者名
      T. Matsuda, S. Kashiwakura, K. Wagatsuma
    • 雑誌名

      Microchemical J.

      巻: 153 ページ: 104400-104400

    • DOI

      10.1016/j.microc.2019.104400

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selection of Atomic Emission Lines on the Mutual Identification of Austenitic Stainless Steels with a Combination of Laser-induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) and Partial-least-square Regression(PLSR)2020

    • 著者名/発表者名
      S. KASHIWAKURA, K. WAGATSUMA
    • 雑誌名

      ISIJ Int.

      巻: 60

    • NAID

      130007855986

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of an oxide layer on a biomaterial Co-Cr-Mo alloy by using a hollow-cathode glow discharge plasma with argon-oxygen and neon-oxygen mixed gases2020

    • 著者名/発表者名
      K.Furukawa, K.Wagatsuma
    • 雑誌名

      Surf. Interfaces

      巻: 18 ページ: 100402-100402

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimization of Measuring Parameters for Two-dimensional Elemental Mapping in Laser-induced Breakdown Optical Emission Spectrometry Using 1-kHz Q-switched Nd:YAG Laser2019

    • 著者名/発表者名
      T. Matsuda, K. Wagatsuma
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: 59 号: 10 ページ: 1838-1845

    • DOI

      10.2355/isijinternational.ISIJINT-2019-088

    • NAID

      130007729942

    • ISSN
      0915-1559, 1347-5460
    • 年月日
      2019-10-15
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimization of Partial-least-square Regression for Determination of Manganese in Low-alloy Steel by Single-shot Laser-induced Breakdown Spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      S. Kashiwakura, K. Wagatsuma
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: 58 号: 9 ページ: 1705-1710

    • DOI

      10.2355/isijinternational.ISIJINT-2018-134

    • NAID

      130007484617

    • ISSN
      0915-1559, 1347-5460
    • 年月日
      2018-09-15
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 走査レーザー誘起プラズマ発光分析法による化成処理アルミニウム合金の表面被膜の面方向分析2018

    • 著者名/発表者名
      中畑翔子、柏倉俊介、我妻和明
    • 雑誌名

      鉄と鋼

      巻: 104 号: 7 ページ: 358-362

    • DOI

      10.2355/tetsutohagane.TETSU-2018-007

    • NAID

      130007413083

    • ISSN
      0021-1575, 1883-2954
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantitative distribution analysis of alumina inclusion particles in ferritic stainless steels by using laser-induced breakdown optical emission spectrometry2017

    • 著者名/発表者名
      S. Nakahata, S. Kashiwakura, K. Wagatsuma
    • 雑誌名

      Surf. Interface Anal.

      巻: 49 ページ: 740-749

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fundamental Study on Ablation Sampling of Fe-based Binary Alloys in Laser-induced Breakdown Optical Emission Spectrometry2017

    • 著者名/発表者名
      X. Zhang, S. Kashiwakura, K. Wagatsuma
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 33 号: 3 ページ: 343-349

    • DOI

      10.2116/analsci.33.343

    • NAID

      130005439425

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 1kHz Nd:YAGレーザーを用いたレーザー誘起プラズマ発光分析の面方向分解能2019

    • 著者名/発表者名
      松田哲彦、柏倉俊介、我妻和明
    • 学会等名
      日本学術振興会製鋼第19委員会、第75回製鋼計測化学研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 三次元空間分解能を有するグロー放電発光分析装置の開発2019

    • 著者名/発表者名
      張心月、我妻和明
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第177回春季講演大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 可変焦点集光系を用いたレーザー誘起プラズマ発光分析法の発光位置制御2019

    • 著者名/発表者名
      府金裕亮、我妻和明、柏倉俊介
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第177回春季講演大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 1kHz Nd:YAGレーザーを用いた走査レーザー誘起プラズマ発光分析法によるフェライト系ステンレス鋼中のアルミナ介在物の分布解析2019

    • 著者名/発表者名
      松田哲彦、柏倉俊介、我妻和明
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第178回講演大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 走査レーザー誘起プラズマ発光分析法による鉄鋼材料中の介在物分布解析2019

    • 著者名/発表者名
      我妻和明
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会北海道支部 湯川記念講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] アルミニウム材料の選別と介在物粒子の検出へのLIBSの適用2019

    • 著者名/発表者名
      府金裕亮、柏倉俊介、我妻和明
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第178回秋季講演大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 1kHzNd:YAGレーザーを用いた走査レーザー誘起プラズマ発光分析法によるフェライト系ステンレス鋼中のアルミナ介在物の分布解析2019

    • 著者名/発表者名
      我妻和明、松田哲彦、柏倉俊介
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第178回秋季講演大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Two-dimensional Observation of Surface Layer Formed on Chemically-treated Aluminum Alloy Using Laser-induced Plasma Optical Emission Spectrometry2019

    • 著者名/発表者名
      K. Wagatsuma, S. Nakahata, S. Kashiwakura
    • 学会等名
      Analytix2019, Singapore
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Lateral resolution in beam-scanning laser-induced breakdown spectrometry by using 1-kHz-class Nd:YAG laser2019

    • 著者名/発表者名
      K. Wagatsuma, T. Matsuda, S. Kashiwakura
    • 学会等名
      CETAS2019, Dusseldorf
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] LIBS mapping of lithium for electrodes of lithium-ion battery2019

    • 著者名/発表者名
      S. Imashuku, H. Taguchi, K. Wagatsuma
    • 学会等名
      XLI Colloquium Spectroscopicum Internationale (CSIXLI)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 1-kHz Nd:YAGレーザーを用いたレーザー誘起プラズマ発光分析の面方向情報分解能2018

    • 著者名/発表者名
      松田哲彦、柏倉俊介、我妻和明
    • 学会等名
      日本学術振興会製鋼第19委員会「製鋼計測化学」研究会第75回会議
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 三次元空間分解能を有するグロー放電発光分析装置の開発-放電パラメータの検討-2018

    • 著者名/発表者名
      張心月、我妻和明
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第175回春季講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 三次元空間分解能を有するグロー放電発光分析装置の開発-空間分解能の決定2018

    • 著者名/発表者名
      張心月、我妻和明
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第176回秋季講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 1kHz Nd:YAGレーザーを用いたレーザー誘起プラズマ発光分析の面方向分解能2018

    • 著者名/発表者名
      松田哲彦、柏倉俊介、我妻和明
    • 学会等名
      日本学術振興会製鋼第19委員会、第75回製鋼計測化学研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 可変焦点集光系を用いたレーザー誘起プラズマ発光分析法の発光位置制御2018

    • 著者名/発表者名
      府金裕亮、我妻和明、柏倉俊介
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第177回春季講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of glow discharge optical emission spectrometer with two-dimensional spatial resolution - Setting of controlling parameters for ICCD detector2018

    • 著者名/発表者名
      X. Zhang, K. Wagatsuma
    • 学会等名
      ICASI2018 & CCATM2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spatial resolution of two-dimensional elemental mapping using scanning laser beam in laser-induced plasma optical emission spectrometry2017

    • 著者名/発表者名
      T. Matsuda, S. Kashiwakura, K. Wagatsuma
    • 学会等名
      6th. Global Conference on Materials Science and Engineering (CMSE2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 走査レーザー誘起プラズマ発光分析法による化成処理アルミニウム合金の表面被膜の面方向分析2017

    • 著者名/発表者名
      中畑 翔子、柏倉 俊介、我妻 和明
    • 学会等名
      日本分析化学会 第66回年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 二次元走査型レーザー誘起プラズマ発光分析装置による面方向分解能の評価2017

    • 著者名/発表者名
      松田 哲彦、我妻 和明、柏倉 俊介
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第174回秋季講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://wagatsuma.imr.tohoku.ac.jp

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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