| 研究課題/領域番号 |
02650472
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
金属製錬・金属化学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
佐藤 讓 東北大学, 工学部, 助教授 (80108464)
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| 研究分担者 |
遠藤 守 東北大学, 工学部, 助手 (30213599)
朱 鴻民 東北大学, 工学部, 助手 (40216148)
山村 力 東北大学, 工学部, 助教授 (80005363)
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| 研究期間 (年度) |
1990 – 1992
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| キーワード | 希土類金属 / 希土類金属塩化物 / 溶融塩 / アルカリ金属塩化物 / 錯イオン / 粘度 / 密度 / 電導度 |
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| 研究概要 |
本研究は、現代の高度技術に不可欠な機能性新材料である希土類元素の化合物を含む溶融塩の物理化学的性質の研究を通して、希土類金属の電解製造に資すると共に、この様な混合溶解塩中のイオンの挙動を明らかにしてイオン間相互作用などに関する知見を得ることを目的とした。
溶解塩としては化学的に安定で、分解電圧も高く、かつ工業的にも有意義な塩化物を用いる事とし、主として混合塩のモル体積挙動、伝導挙動、電極反応などについて研究を行った。
モル体積については希土類塩化物としてLaCl_<23>,CeCl_3,SmCl_3を選び、密度の測定結果より、これらとアルカリ金属塩化物との2成分混合塩の挙動について検討した。電導度については主としてLaCl_3とアルカリ金属塩化物との2成分混合塩について検討した。その結果、これらの2成分系は混合によって体積の増加と電導度の減少を示し、その傾向はアルカリ金属イオンの半径の増大と共に顕著になるが希土類イオンの種類に殆ど依存しないことが明かとなった。
これらの現象は混合によって錯イオンが生成するためと考えられ、錯イオンとしては4配位のLnCl_4^-と6配位のLnCl_6^<3->(Lnは希土類)の両者が存在するものと結論付けられた。希土類のイオンは+3の高い電荷を有しCl^-との間に強い結合を作り、錯イオンを生成する典型的な3価イオンのAl^<3+>やFe^<3+>より半径が大きいために単独の塩化物においてもイオン解離して、電導性を示すなど異った性質を示す。
以上の様に、本研究は希土類金属の製造法として溶融塩を用いる場合に必要とされる物理化学的性質ならびに電気化学反応について、単に実用的観点からのみだけでなく基礎的なイオン間相互作用の観点からも検討を行ったものである。また、溶融塩中の希土類イオンの電極反応や溶融塩溶媒中の希土類酸化物の金属還元についても検討を行なった。
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