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スクラップ金属素材の微量含有元素選別を可能とするオンサイト発光分析装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26281044
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
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) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2014年度: 14,300千円 (直接経費: 11,000千円、間接経費: 3,300千円)
キーワードスクラップ素材 / 高度循環利用 / レーザー誘起プラズマ発光分析法 / 元素分析 / 鋼種判別 / ステンレス鋼 / 鋼スクラップ / レーザー誘起プラズマ発光分光分析法 / 廃棄物再資源化 / リサイクル技術 / レーザー誘起プラズマ / 発光分光分析 / 発光分析
研究成果の概要

本研究は、大気圧下レーザー誘起プラズマ発光分析法を測定原理とする元素分析装置を開発して、市中の金属スクラップ素材の高度・迅速選別を可能とする、新たな分析・計測システムの実用化を目的とする。鋼スクラップ材のリサイクルについては、その特性を得るために鋼中の微量添加されている合金元素、Mn, Cr, Ni, Co, V, Wの組成管理が必須である。これらの元素に関しては、その散逸を抑制し、かつ再生素材の品質を維持するため、鉄鋼スクラップを組成毎に効率的に選別する分析技術が不可欠である。本研究では、この課題の解決に最も適した方法として、大気圧下レーザー誘起プラズマを励起源とする発光分析装置を開発した。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 4件、 招待講演 6件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [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 ページ: 343-349

    • NAID

      130005439425

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [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

      Surface Interface Analysis

      巻: 36 号: 8 ページ: 740-749

    • DOI

      10.1002/sia.6217

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Rapid Sorting of Stainless Steels by Open-air Laser-induced Breakdown Spectroscopy with Detecting Chromium, Nickel, and Molybdenum2015

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

      ISIJ International

      巻: 55 号: 11 ページ: 2391-2396

    • DOI

      10.2355/isijinternational.ISIJINT-2015-316

    • NAID

      130005111819

    • ISSN
      0915-1559, 1347-5460
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 単発走査レーザー誘起プラズマ発光分析法によるアルミナ介在物の3次元分布の迅速評価2015

    • 著者名/発表者名
      笠原 岳、柏倉 俊介、我妻 和明
    • 雑誌名

      分析化学

      巻: 64 ページ: 35-41

    • NAID

      130004732528

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Applications of laser-induced breakdown spectrometry for analysis of steel materials2015

    • 著者名/発表者名
      G. Kasahara, C. Abe, S. Kashiwakura, and K. Wagatsuma
    • 雑誌名

      Proceedings of Asia Steel 2015

      巻: 1 ページ: 151-152

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] レーザー誘起プラズマ発光分光分析法の鉄鋼スクラップの組成別ソーティングへの適用2014

    • 著者名/発表者名
      柏倉 俊介、我妻 和明
    • 雑誌名

      レーザー研究

      巻: 42 ページ: 908-942

    • NAID

      130007897418

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparative study on the emission spectrometric determination of manganese using nitrogen-oxygen Okamoto-cavity microwave induced plasma and argon radio-frequency inductively-coupled plasma2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Arai, S. Sato, K. Wagatsuma
    • 雑誌名

      Microchem. J

      巻: 116 ページ: 135-141

    • DOI

      10.1016/j.microc.2014.04.017

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Quantitative distribution analysis of alumina inclusion particles in ferritic stainless steels by laser-induced breakdown plasma optical emission spectrometry in single-shot scanning mode2016

    • 著者名/発表者名
      S. Nakahata, S. Kashiwakura, K. Wagatsuma
    • 学会等名
      ICASI 2016&CCATM 2016
    • 発表場所
      Beijimg, China
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Fundamental Study of Ablation Sampling of Fe-based Binary Alloys in Laser-induced Breakdown Optical Emission Spectrometry2016

    • 著者名/発表者名
      X. Zhang, K. Wagatsuma
    • 学会等名
      ICASI 2016&CCATM 2016
    • 発表場所
      Beijimg, China
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] レーザー誘起プラズマ発光分析における鉄系二元合金からの試料導入効率に及ぼす表面変質層の影響2016

    • 著者名/発表者名
      張 心月, 我妻 和明
    • 学会等名
      日本分析化学会 第76回分析化学討論会
    • 発表場所
      岐阜薬科大学、岐阜
    • 年月日
      2016-05-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] レーザー誘起プラズマ発光分光分析法によるFe-X二元系標準試料から得られる検量線の検討2016

    • 著者名/発表者名
      柏倉 俊介, 我妻 和明
    • 学会等名
      日本分析化学会 第76回分析化学討論会
    • 発表場所
      岐阜薬科大学、岐阜
    • 年月日
      2016-05-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Applications of laser-induced breakdown spectrometry for analysis of steel materials2015

    • 著者名/発表者名
      G. Kasahara, C. Abe, S. Kashiwakura, K. Wagatsuma
    • 学会等名
      Asia Steel International Conference 2015
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 年月日
      2015-10-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] レーザー誘起プラズマ発光分析における鉄系二元合金のアブレーション現象の解析2015

    • 著者名/発表者名
      張 心月、 我妻 和明
    • 学会等名
      日本分析化学会第64回年会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Distribution analysis of alumina inclusion particles by using laser-induced breakdown plasma-optical emission spectrometry2015

    • 著者名/発表者名
      G. Kasahara, S. Kashiwakura, K. Wagatsuma
    • 学会等名
      2015 Conference on Analytical Chemistry (CAS2015)
    • 発表場所
      Suzhou, China
    • 年月日
      2015-06-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] レーザー誘起プラズマ発光分析におけるレーザーアブレーション現象の直接観察2015

    • 著者名/発表者名
      張 心月、我妻 和明
    • 学会等名
      日本分析化学会第75回分析化学討論会
    • 発表場所
      山梨大学甲府キャンパス
    • 年月日
      2015-05-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] レーザー誘起プラズマ発光分光分析法を利用した鉄鋼中のタングステンの迅速検出及び定量2015

    • 著者名/発表者名
      柏倉 俊介、我妻 和明
    • 学会等名
      日本分析化学会第75回分析化学討論会
    • 発表場所
      山梨大学甲府キャンパス
    • 年月日
      2015-05-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Three-dimensional distribution analysis of alumina inclusions by using laser-induced breakdown plasma optical emission spectrometry in single-shot scanning mode2014

    • 著者名/発表者名
      G. Kasahara, S. Kashiwakura, K. Wagatsuma
    • 学会等名
      World Green Energy & Resources Congress 2014
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2014-11-01 – 2014-11-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Analytical performance in emission spectrometric determination of manganese using Okamoto-cavity microwave induced plasma with nitrogen-oxygen mixed gas - the comparison with argon radio-frequency inductively-coupled plasma2014

    • 著者名/発表者名
      K. Wagatsuma, Y. Arai, S. Sato
    • 学会等名
      International Conference on Analysis & Testing of Metallurgical Process & Materials
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2014-10-19 – 2014-10-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 大気圧下レーザー誘起プラズマ発光分光分析法を用いた鉄鋼随伴国家備蓄7鉱種に関する検量線の検討2014

    • 著者名/発表者名
      柏倉 俊介、我妻 和明
    • 学会等名
      平成26年度東北地区化学系学協会東北大会
    • 発表場所
      山形大学、米沢
    • 年月日
      2014-09-20 – 2014-09-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 元素組成情報に基づいた金属スクラップ素材の高度分別を可能とするレーザー誘起プラズマ発光分析法2014

    • 著者名/発表者名
      我妻 和明
    • 学会等名
      第74回分析化学討論会
    • 発表場所
      日本大学工学部、郡山
    • 年月日
      2014-05-24 – 2014-05-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] 鉄鋼便覧(第5版)2014

    • 著者名/発表者名
      我妻 和明(分担執筆)
    • 出版者
      日本鉄鋼協会
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 東北大学金属材料研究所 分析科学研究部門

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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