| 研究概要 |
金属基複合材料は,優れた特性を示す一方で,母材と強化材の分離が非常に困難であるという,リサイクルの観点からは決定的な欠点を持ち合わせている。本研究では,Al基複合材料を対象として,水溶性フラックスを用いたクローズド・リサイクルプロセスの開発を目指し,以下の知見を得た。
Al-SiC系複合材料に対し,種々の塩化物系フラックスにより処理を行ったところ,NaCl-KCl-KF系フラックスを用いることにより,強化材のSiCがほぼ100%回収でき,回収Al合金の内部・表面ともにSiC粒子が認められない,再利用可能な大きな塊状で回収することができた。
次に,回収した母材,強化材,フラックスに対して,再利用の観点から性状を調査した。
回収Al合金:フラックス処理による組成の変化は見られず,また,内部や表面にSiC粒子は認められないことから,様々な用途に再利用が可能であることが分かった。
回収SiC粒子:K_2NaAlF_6やAl_2O_3が不純物として共存し,前者については,NaOH溶液により分解させ,NaF, KFとして回収しフラックスに再利用できる。また,後者については,処理中の溶湯の酸化が原因であるため混入抑制は難しく,除去方法について今後検討していく必要がある。
回収フラックス:少量のフッ化物を添加することで再利用できることが分かった。
また,実操業を想定して最適処理条件を検討したところ,複合材料およびNaCl-KCl系フラックスが溶解した後にKFを添加する方法をとることにより,1mass%よりも少量のKF添加で,複合材料をAl合金とSiC粒子に完全に分離することが可能であることが分かった。
以上の検討結果を基に,Al基複合材料に対するクローズド・リサイクルプロセスフローを作成した。
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