| 研究課題/領域番号 |
21K20477
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0401:材料工学、化学工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
上村 源 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (20909642)
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| 研究期間 (年度) |
2021-08-30 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | チタン / 脱酸 / 希土類金属 / セリウム / リサイクル / 希土類元素 / 希土類 / 溶融塩 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
チタンは、優れた耐食性や、チタン合金として高い比強度を示す、革新的材料である。近い将来、航空機産業などにおいて、チタン需要の増大が予想されている。チタン材料の加工工程においては、酸素に汚染された大量のスクラップが発生しているが、現在の技術では、スクラップをチタン製品の原料としてリサイクルすることが非常に難しい。本研究では、チタンスクラップの効率的新規リサイクルプロセスの実現を目指して、チタンスクラップから不純物酸素を直接、100 mass ppmレベルの低濃度まで除去する、革新的チタン脱酸技術を開発する。
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| 研究成果の概要 |
チタンの加工工程では、酸素を含むチタンのスクラップが大量に発生している。本研究では、酸素を含むチタンスクラップのリサイクルに向け、希土類金属のセリウムを用いてチタンから酸素を除去する技術の開発を目指した。様々な塩化物中でセリウムを用いてチタンから酸素を除去する実験を行い、酸素の除去限界濃度や塩化物の影響、セリウムの化合物の熱力学データを明らかにした。また、金属や塩化物の蒸気を用いてチタンから酸素を除去する新しい反応機構を提案した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
塩化セリウム中でセリウムを用いてチタンから酸素を除去する実験を行った結果、0.01重量%以下の低い濃度まで、チタンから酸素を除去できることが明らかとなった。また、この結果を元に、高温におけるセリウムの酸塩化物（セリウムオキシクロライド）の熱力学データが初めて実験的に得られたことは学術的にも意義が高い。さらに、金属や塩化物の蒸気を用いてチタンから酸素を除去できることも実証し、反応後のチタンに付着した塩化物の除去工程を簡便化できる可能性が示された。本研究成果に基づき、豊富な希土類金属であるセリウムを用いて、酸素を含むチタンスクラップを低コストでリサイクルできるプロセスが開発されることが期待される。
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