| 研究課題/領域番号 |
05452297
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
石井 邦宜 北海道大学, 工学部, 教授 (00001214)
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| 研究分担者 |
渡辺 義見 北海道大学, 工学部, 助手 (50231014)
柏谷 悦章 北海道大学, 工学部, 講師 (10169435)
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| キーワード | アルゴン溶解度 / アルゴン透過能 / 溶鉄 / 溶鋼 / ガス分析 |
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| 研究概要 |
本研究では溶鉄中のAr透過能測定法の確立を目的とし、吸脱着界面分離型セルを開発した。これは、液体容器の液-ガス界面(吸脱着界面)を隔壁で2分割し、それぞれをHeとArの2つの雰囲気としたセルを形成させる。一方のAr雰囲気側から液中にArを溶解させ、その溶解Arをもう一方のHe雰囲気中に放出させる。そのとき、被検出ガスであるHe-Ar混合ガスをQMSにより連続的に分析し、定量を行うものである。この装置により、まず水と溶融Snを用いて予備的実験を行った。つぎに、溶鉄および溶鋼中のAr溶解、透過に関する測定への適用を試みた。得られた結果は、次のようにまとめることが出来る。
(1)ArのH_2Oに対する溶解度を測定した結果、20℃において3.65x10^<-2>cm^3/cm^3-H_2O(3.66x10^<-2>cm^3/cm^3-H_2O文献値)が求められた。また、同様の測定方法によりH_2O中のAr溶解度の温度依存性を測定した結果、△S=-37.4(cal/mol・K)、△H=-3187.7(cal/mol)と算出された。(2)Ar透過速度の温度依存性から、H_2O中のArの拡散係数の温度依存性を求めた。その結果、△S=-1.27(cal/mol・K)、△H=5791.8(cal/mol)となり、Wilke-Changの推算式から得られる値と同様の傾向を示した。(3)溶融Snに対するAr透過速度を測定した結果、300℃のとき4.828x10^<-4>cm^3/sと、非常に速いことがわかった。(4)溶融Feに対する溶解Ar量は、1.095x10^<-2>μl-Ar/100g-Fe at1580℃と求められた。この値を溶解度に換算すると、1.569x10^<-8>cm^3-Ar/cm^3-Fe at1580℃である。また、溶融Fe-0.5%Cに対する溶解Ar量は、5.454x10^<-4>μl-Ar/100g-(Fe-0.5%C)at1530℃と求められた。(5)溶融Fe-4.5%Cでは溶解、透過ともに確認されなかかった。
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