| 研究課題/領域番号 |
25420794
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| 研究機関 | 広島国際学院大学 |
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研究代表者 |
李木 経孝 広島国際学院大学, 工学部, 教授 (10136129)
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| 研究分担者 |
渡邊 真彦 広島国際学院大学, 工学部, 准教授 (70341188)
中村 格芳 広島国際学院大学, 工学部, 准教授 (80412295)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 帯溶融精製 / 超高純度 / アルミニウム / 残留抵抗比 / GDMS分析 |
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| 研究実績の概要 |
純度7N（99.99999％）レベルの超高純度アルミニウム材を安定的に精製する技術の開発を目的として、帯溶融精製実験を行い、各溶質の濃度分布の高精度分析から精製メカニズムを明らかにするとともに、溶融域移動制御機構を取り入れた精製システムを構築して、帯溶融精製法の高精度・高能率化を行う。
これまでに、純度5Nの高純度アルミニウム（18×18×900mmの角柱）を素材として、溶融幅およびパス回数と精製効果の関係を調べ、少ないパス回数で高い精製効果が得られる溶融幅が明らかとなっている。また、帯溶融過程のシミュレーション計算プログラムを用いて、適正な精製条件を明らかにしている。
本研究では、精製メカニズムの解明において、既に得られた純度7Nレベルの試料を長手方向に細分化し、各部分のMg、Si、Fe、Cu等のk<1元素及びTi、V、Cr等のk>1元素の濃度をGDMSで高分解能分析し、精製条件と精製効率の関係から純度7Nレベルに至る精製メカニズムを考察した。
帯溶融精製システムの構築において、これまでの温度分布測定から得れた結果と溶融幅変化及び真空度変化にもとづいて高周波出力を制御して溶融幅を一定に保つ溶融域移動制御を構築する計画を進めた。簡便に温度分布を可視化できる赤外線サーモグラフィと温度定量性に優れた熱電対温度計測装置を用いて溶融域の温度分布を高精度に測定し、温度分布と精製効果の関係について調査した。さらに、有限要素法解析ソフトウェアCOMSOL Multiphysics を用いて、溶融中の試料温度を伝熱解析して、二つの測定結果と比較した。
以上の成果をもとにして、従来（10パス）と比べると少ない（５パス）のパス回数で、従来と同様な高い精製効果（7Nレベル）が得られる生成条件を明らかにし、実験により証明した。さらに、目標（溶質組成、純度）に応じた適正な精製条件について考察を加えた。
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