| 研究概要 |
1.TiO_2のAI還元実験
チタン酸化物のアルミニウム還元実験では
3TiO_2+4Al→3Ti+2Al_2O_3
の反応速度が非常に早いために、溶解炉の出力を上げてから60秒程度で反応が終了することがわかった。
Al/TiO_2(モル比)を1〜2.8まで大きくすると酸素が2.56〜0.17wt%まで減少する。Al/TiO_2(モル比)=1.9のときアルミニウム35wt%,酸素1.1wt%のチタンが製造できた。酸化物系のるつぼを使用した場合と比較して低酸素のチタンが製造できることがわかった。酸素の含有量の差は、Al/TiO_2が小さいほど大きくなっている
2.電子ビームによる脱酸実験
電子ビーム溶解によりTiの脱酸が可能であることがわかった。このとき、Ti中の酸素はAlの酸化物ガスとして除去されている。Al酸化物ガスとしては、AlO,Al_2O,Al_2O_2,AlO_2の4種類が考えられる。このうち、Ti中の酸素がどのガス種として除去されているかを、融体表面上で熱力学的平衡が成り立つと仮定して推察した。Tiのみでは酸素をO_2分子として除去できないことから、酸素分圧はTiの蒸気圧よりも小さく、
PO_2<10-5(atm)
である。PO_2<10-5(atm)の範囲では、PAl_2O>PAlO>PAl_2O_2>PAlO_2
のようになる。したがって、Ti中の酸素は、
2Al+O(in Ti)→Al_2O
のような反応によって除去できている可能性が高いと考えられる。
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