| 研究課題/領域番号 |
20K20356
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| 補助金の研究課題番号 |
18H05340 (2018-2019)
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| 研究種目 |
挑戦的研究(開拓)
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| 配分区分 | 基金 (2020)
補助金 (2018-2019) |
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| 審査区分 |
中区分26:材料工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
宇田 哲也 京都大学, 工学研究科, 教授 (80312651)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
25,740千円 (直接経費: 19,800千円、間接経費: 5,940千円)
2021年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
2020年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2019年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2018年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
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| キーワード | チタン / 金属熱還元法 / クロール法 / マグネシウム還元 / ハンター法 / ナトリウム還元 / その場観察 / 透過X線 / 反応メカニズム / チタン製造プロセス / 溶融塩 / X線透過観察 / チタン製錬 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
金属熱還元法は、マグネシウムやナトリウムなどの活性な金属を還元剤として用いて、金属塩を還元して金属を得る方法である。チタン、ジルコニウム、タンタルなどがこの方法で製造されており産業上重要なプロセスとなっている。しかし、反応は800℃以上の高温での反応であり、反応容器内部の反応の進行の様子はよくわかっていない。そこで、本研究では、レントゲンの原理でX線により反応容器の中を観察しながらNa還元の還元反応の進行を観察した。その結果、還元剤の違いによって、予想以上に反応の進み方が異なることが見いだされてきた。今後は、このような観察結果などを基に、より効率的な金属熱還元法の提案に取り組みたい。
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| 研究成果の概要 |
金属チタンは塩化物に転換してからチタンに還元されている。この際に、どのような還元剤を用いるかによって、生成するチタンの形態などが変化する。本研究では、ナトリウムを還元剤とする場合と工業生産で用いられているマグネシウムを還元剤とする場合との比較検討を行い、そのメカニズムを推定した。また、チタンヨウ化物のマグネシウム還元についても実験を実施し、チタン塩化物をマグネシウムで還元する場合との違いを示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
チタンは資源が豊富で優れた性質を持つにもかかわらず、その普及は進んでいない。主要な原因はその製造プロセスにある。特に、高温の密閉容器中で行われる金属熱還元反応工程には多くの改善余地があると考えられるが反応がブラックボックス化しており開発指針に欠ける状態である。本研究では、ナトリウム還元に関するその場観察実験を実施し反応メカニズムに関する重要な学術的知見を得た。今後、この知見をもとに新しいプロセスの開発が進むことを期待する。
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