| 研究課題/領域番号 |
07650864
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
金属生産工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
長坂 徹也 東北大学, 工学部, 助教授 (30180467)
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| 研究分担者 |
日野 光兀 東北大学, 工学部, 教授 (10091729)
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| 研究期間 (年度) |
1995 – 1996
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| キーワード | thermodynamics / Fe-Cu alloy / Thermodynamic assessment / Fe-Cu-Si alloy / Fe-Cu-P alloy / electrically conductive material / phase diagram / phase equilibria |
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| 研究概要 |
Fe-Cu-Si、Fe-Cu-Pに代表されるように、多くのFe-Cu基合金は広い2液相分離領域を持つ特異な相平衡を示すことが知られている。この2液相分離現象を利用し、鉄マトリックス上に銅リッチ相を微細分散させたFe-Cu基合金が高性能電導材、軟磁性材等として利用されている。また、両系は最近注目されている都市ごみ焼却灰溶融処理法において生成するメタル相の基本系であり、更に鉄スクラップ中に高頻度で混入する銅を除去する上でFe-Cu-X系の熱力学的性質は重要な基礎数値である。しかし、Fe-Cu-X3元系状態図は十分整備されておらず、的確な各プロセス制御のためには本系の正確な状態図が望まれている。本研究はFe-Cu-Si及びFe-Cu-P系合金を取り上げ、両3元系の相平衡を実測すると同時に、本系状態図と熱力学特性を数値化して確立することを目的とした。初年度では、1250〜1550℃において、Fe-Cu-Si系の相平衡の実測と本系相平衡の熱力学的評価を行った結果、本系の状態図は既報のものと大きく異なることを明らかにした。最終年度では、Fe-Cu-Si系における固体Si及びFeSi相の飽和溶解度線を実測すると共に、置換型準正則溶液モデルを適用して熱力学的にFe-Cu-Si系の状態図を決定した。更に、固-液拡散対法を用いてFe-Cu-P系における固体鉄と溶銅間の相平衡を1250℃で実測した。その結果、Fe-Cu-P系においても実測された相平衡は既報の状態図と一致せず、2液相分離領域をα-鉄、Fe_3P相等の固相安定域が分断する、極めて複雑な相平衡を示すことが分かった。2液相分離組成域は、既報の状態図よりかなり銅、鉄コーナーへ広がっており、1550℃でも2液相分離領域は消滅しないことが判明した。侵入型準正則溶液モデルを用いてFe-Cu-P系の相平衡を理論的に評価し、信頼できる状態図を構築することができた。
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