各種スラグからのフッ化物の蒸発挙動と拡散係数の測定

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650793
• Research Institution: HOKKAIDO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 柏谷 悦章 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (10169435)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐々木 康 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90281782) ; 石井 邦宜 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00001214)
• Keywords: フッ化物の蒸発 / 拡散係数 / Chapman-Enskogの式 / SiF_4 / NaF / Na_2SiF_6

Research Abstract

SiO_2-CaO-Na_2O系スラグにCaFを添加した場合に生成するフッ化物の種類をX線回折によって同定した。SiF_4は、常温からガス相であり、ガス分析から求めた。1000℃以上で蒸発する、NaFは、下流の低温部で析出する。また、一部は、Na_2SiF_6(ナトリウムヘキサフルオロシリケイト)が生成することが明らかになった。
これまで、Ar, N_2, He中における、NaFの相互拡散係数の測定は終わり、Chapman-Enskogの式におけるパラメータを求めた。これを用いて、計算で得られるAr-NaFおよびN_2-NaF系の相互拡散係数は、実験値と非常によい一致を示すことがわかった。しかしながら、He-NaF系の相互拡散係数の計算値は、実験値と大きく異なっていた。この原因として、He-NaF系の場合は、NaFのダイマーとして気相中に存在する可能性あと考えられたため、Chapman-Enskogの式における原子間相互作用パラメータを、ダイマーにおける双極子モーメントによって補正し、新しいパラメータを求めた。これを用いた計算結果は、実験値と非常に良く一致することがわかった。
14年度において、SiF_4中におけるNaFの拡散現象を明らかにした。上述したように、SiF_4-NaF系においては、Na_2SiF_6が生成することがわかっているので、Na_2SiF_6の存在が、NaFの拡散現象にどのように影響するのを調査した。結果として、蒸発するときは、SiF_4、NaFがそれぞれ独立に蒸発することがわかった。Na_2SiF_6が生成する条件は、SiF_4中でNaFが析出する場合に生起するものと思われる。

Research Products

• [Publications] Y.Kashiwaya: "Kinetic analysis of NaF Vaporization in SiF_4-Ar mixture"Metallurgical and Materials Transactions B. 32B. 401-407 (2001)
• [Publications] Y.Kashiwaya: "Kinetics of formation and dissociation of Na_2SiF_6"Metallurgical and Materials Transactions B. 33B. 129-136 (2002)