| 研究課題/領域番号 |
03453063
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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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 | 京都大学 |
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研究代表者 |
一瀬 英爾 京都大学, 工学部, 教授 (10025918)
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| 研究分担者 |
藤原 弘康 京都大学, 工学部, 助手 (10238602)
諸岡 明 京都大学, 工学部, 講師 (20026008)
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| 研究期間 (年度) |
1991 – 1992
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| キーワード | Fe-Ca-O系の熱力学 / CaOの溶解度積 / Caの活量係数 / Ca-Oの相互作用 / 微量Ca分析 / SIMSによるバルク分析 |
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| 研究概要 |
Caは溶鋼中の強力な脱硫剤、脱酸剤として、また非金属介在物の形態制御などによる鋼の高清浄度化や諸性質の改善に役立っている。Caは化学的に活性であることやその蒸気圧がFeの融点で約1.3atmと高いことからその溶鉄中の熱力学的性質は充分に明らかにされたとは言えない。
本研究では、密閉したTa容器内で1823KにおいてCaO坩堝中の溶融FeとAg-Ca合金あるいはCao飽和Feo-CaOスラグを平衡させてFe中Caおよび0濃度を測定し熱力学的検討を行った。
その結果、CaOと共存するCaの溶鉄中の溶解度は270ppmであり、そのときのCaの活量は0.85であること、Fe中のCa濃度が1ppm以上の領域ではCaの活量係数は組成にほとんど依存せずlnγCaは約7.8±0.7で一定であることを明らかにした。また、Caoと平衡するCa濃度約1〜270ppmの溶鉄中の0濃度は約8±2ppmでほとんど一定となることが明らかになった。また本研究に関連して、従来困難とされてきた鋼中微量カルシウムの定量を二次イオン質量分析法(SIMS)で行うことを検討した。
その結果一次イオンに0^-を用い、Caイオンの ^<56>Feイオンに対する相対強度用い、かつ一次イオン走査面積を500μm四方に、二次イオン検出面積を150μm四方に設定し、同一試料に対して10ヶ所測定するという条件で、湿式分析によりCa値の確認されている数ppm〜数百ppmCaのFe-Ca合金試料、機器分析用Ca標準試料やCaイオン注入試料のSIMS分析を行った結果、試料中のCaの存在形態によらずCaの相対二次イオン強度とCaバルク濃度との間に良好な比例関係が得られた。すなわちSIMS分析によるCa定量用検量線を作成することが出来た。なお、イオン注入試料作製に多結晶体Feが利用できること、また深さ方向の濃度プロファイルに対する表面汚染層の影響を補正する必要のあることを示した。
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