JP2015513604A - 希土類金属、希土類金属合金及び溶融塩電解による希土類金属と希土類金属合金製造の方法 - Google Patents
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Abstract
Description
一、上記発明の多くはFFC工程を元にして、電気化学や、活性元素還元、又は両者の組み合わせによって脱酸素するものである。しかし、その陰極産物がいずれも固体であり、前述したように、固体陰極産物が陰極の表面にて絶えずに集積することは、非金属元素の陰極内部における拡散、及び陰極の表面での脱着に影響し、さらに効率と精製効果にも影響を及ぼしてしまう。活性元素又は陰極産物の後処理により補ったり完全化にしたりすることができるが、工程の複雑化や製品の汚染などの問題も伴っている。
本発明の第一の目的は、簡単で高能率な溶融塩電解による希土類金属合金製造の方法を提供することである。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極として、酸化サマリウムと鉄粉により陰極が作成され、電解温度890℃、電解電位4.8V、陰極電流密度1.8A/cm2で電解を行い、直流電気により固体の陰極の表面にサマリウム含有量が81wt.%である液体SmFe合金膜が得られ、合金液膜が所定の量まで累積してから、底部の鉄坩堝に落ち、所定の時間電解してから、坩堝を取り出し、合金を型に鋳込む。
含有量が50wt.%であるSmF3とCaF2との混合物を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極とし、Fe棒を陰極として、酸化サマリウムを電解質に融解させ、電解温度800℃、電解電位2.8V、陰極電流密度1.8A/cm2で電解を行い、合金におけるサマリウム含有量が87wt.%であるように制御し、液体SmFe合金が得られ、合金液膜が所定の量まで累積してから、底部の鉄坩堝に落ち、所定の時間電解してから、坩堝を取り出し、合金を型に鋳込む。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極として、酸化ツリウムと鉄粉により陰極が作成され、電解温度1000℃、電解電位4.9V、陰極電流密度3.2A/cm2で電解を行い、合金におけるツリウム含有量が87wt.%であるように制御し、直流電気により固体の陰極の表面に液体TmFe合金が得られ、合金液膜が所定の量まで累積してから、底部の鉄坩堝に落ち、所定の時間電解してから、坩堝を取り出し、合金を型に鋳込む。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極として、酸化ツリウムとアルミナにより陰極が作成され、電解温度900℃、電解電位4.9V、陰極電流密度5.2A/cm2で電解を行い、合金におけるツリウム含有量が88wt.%であるように制御し、直流電気により固体の陰極の表面に液体TmAl合金が得られ、合金液膜が所定の量まで累積してから、底部のタングステン坩堝に落ち、所定の時間電解してから、坩堝を取り出し、合金を型に鋳込む。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極として、酸化ツリウムと酸化鉄により陰極が作成され、電解温度1000℃、電解電位2.9V、陰極電流密度2.2A/cm2で電解を行い、合金におけるツリウム含有量が60wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に固体TmFe合金が得られる。蒸留し再溶融してから合金製品に鋳造する。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極として、酸化サマリウムと酸化コバルトにより陰極が作成され、電解温度800℃、電解電位2.8V、陰極電流密度1.7A/cm2で電解を行い、合金におけるサマリウム含有量が80wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に液体SmCo合金が得られ、合金液膜が所定の量まで累積してから、底部のタングステン坩堝に落ち、所定の時間電解してから、坩堝を取り出し、合金を型に鋳込む。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極として、酸化サマリウムと酸化コバルトにより陰極が作成され、電解温度800℃、電解電位2.8V、陰極電流密度1,7A/cm2で電解を行い、合金におけるサマリウム含有量が52wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に固体SmCo合金が得られ、蒸留し再溶融してから合金製品に鋳造する。
5%のLiClと95%のCaCl2とを含有する混合溶融塩電解質において、黒鉛を陽極として、酸化イッテルビウムと酸化ニッケルにより陰極が作成され、電解温度1040℃、電解電位2.8V、陰極電流密度2.0A/cm2で電解を行い、合金におけるイッテルビウム含有量が77wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に液体YbNi合金が得られ、合金液膜が所定の量まで累積してから、底部のタングステン坩堝に落ち、所定の時間電解してから、坩堝を取り出し、合金を型に鋳込む。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極として、酸化イッテルビウムと酸化ニッケルにより陰極が作成され、電解温度1040℃、電解電位2.8V、陰極電流密度2.0A/cm2で電解を行い、合金におけるイッテルビウム含有量が58wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に固体YbNi合金が得られる。蒸留し再溶融してから合金製品に鋳造する。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極として、酸化イッテルビウムと酸化ニッケルにより陰極が作成され、電解温度970℃、電解電位2.8V、陰極電流密度1.9A/cm2で電解を行い、合金におけるイッテルビウム含有量が75wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に固体YbNi合金が得られる。蒸留し再溶融してから合金製品に鋳造する。
5%のBaCl2と95%のCaCl2とを含有する混合溶融塩電解質において、黒鉛を陽極として、酸化サマリウムと酸化ニッケルにより陰極が作成され、電解温度980℃、電解電位2.8V、陰極電流密度1.9A/cm2で電解を行い、合金におけるサマリウム含有量が79wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に液体SmNi合金が得られ、合金液膜が所定の量まで累積してから、底部のタングステン坩堝に落ち、所定の時間電解してから、坩堝を取り出し、合金を型に鋳込む。主な技術指標:電流効率は72%、収率は95%、1キロ当たりの金属消費電力は7.211kW・hである。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極として、酸化サマリウムと酸化ニッケルにより陰極が作成され、電解温度980℃、電解電位2.8V、陰極電流密度1.9A/cm2で電解を行い、合金におけるサマリウム含有量が50wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に固体SmNi合金が得られる。蒸留し再溶融してから合金製品に鋳造する。
3%のBaCl2、5%LiCl及び92%のCaCl2を含有する混合溶融塩電解質において、黒鉛を陽極として、酸化ユウロピウムと酸化マグネシウムにより陰極が作成され、電解温度800℃、電解電位2.8V、陰極電流密度1.6A/cm2で電解を行い、合金におけるユウロピウム含有量が70wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に液体EuMg合金が得られ、合金液膜が所定の量まで累積してから、底部のタングステン坩堝に落ち、所定の時間電解してから、坩堝を取り出し、合金を型に鋳込む。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極として、酸化サマリウムとアルミナにより陰極が作成され、電解温度1000℃、電解電位2.8V、陰極電流密度2.1A/cm2で電解を行い、合金におけるサマリウム含有量が38wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に液体SmAl合金が得られ、合金液膜が所定の量まで累積してから、底部のタングステン坩堝に落ち、所定の時間電解してから、坩堝を取り出し、合金を型に鋳込む。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極として、酸化サマリウムとアルミナにより陰極が作成され、電解温度1000℃、電解電位2.8V、陰極電流密度2.1A/cm2で電解を行い、合金におけるサマリウム含有量が70wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に固体SmAl合金が得られる。蒸留し再溶融してから合金製品に鋳造する。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極として、酸化サマリウムとアルミナにより陰極が作成され、電解温度800℃、電解電位2.8V、陰極電流密度2.1A/cm2で電解を行い、合金におけるサマリウム含有量が38wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に固体SmAl合金が得られる。蒸留し再溶融してから合金製品に鋳造する。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極として、酸化サマリウムと酸化マンガンにより陰極が作成され、電解温度900℃、電解電位2.8V、陰極電流密度2.0A/cm2で電解を行い、合金におけるサマリウム含有量が82wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に液体SmMn合金が得られ、合金液膜が所定の量まで累積してから、底部のタングステン坩堝に落ち、所定の時間電解してから、坩堝を取り出し、合金を型に鋳込む。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極として、酸化サマリウムと酸化マンガンにより陰極が作成され、電解温度900℃、電解電位2.8V、陰極電流密度2.0A/cm2で電解を行い、合金におけるサマリウム含有量が38wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に固体SmMn合金が得られる。蒸留し再溶融してから合金製品に鋳造する。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極として、酸化サマリウムと酸化マンガンにより陰極が作成され、電解温度790℃、電解電位2.8V、陰極電流密度2.0A/cm2で電解を行い、合金におけるサマリウム含有量が86wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に固体SmMn合金が得られる。蒸留し再溶融してから合金製品に鋳造する。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極として、酸化サマリウムと鉄により陰極が作成され、電解温度890℃、電解電位2.8V、陰極電流密度1.8A/cm2で電解を行い、合金におけるツリウム含有量が81wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に液体SmFe合金が得られ、合金液膜が所定の量まで累積してから、底部のタングステン坩堝に落ち、所定の時間電解してから、坩堝を取り出し、合金を型に鋳込む。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極とし、酸化サマリウム、酸化鉄及び鉄を固体陰極として、電解温度890℃、電解電位2.8V、陰極電流密度1.8A/cm2で電解を行い、合金におけるサマリウム含有量が93wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に液体SmFe合金が得られ、合金液膜が所定の量まで累積してから、底部のタングステン坩堝に落ち、所定の時間電解してから、坩堝を取り出し、合金を型に鋳込む。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極として、酸化サマリウム、酸化マグネシウム及びアルミナによりSm2O3:MgO:Al2O3=94%:2.8%:3.2%で陰極が作成され、電解温度830℃、電解電位3.4Vで電解を行い、直流電気により固体の陰極の表面にサマリウム含有量が96wt.%である液体SmMgAl合金膜が得られ、合金液膜が所定の量まで累積してから、底部のタングステン坩堝に落ち、所定の時間電解してから、坩堝を取り出し、合金を型に鋳込む。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極として、酸化イッテルビウムにより陰極が作成され、電解温度830℃、電解電位3.2Vで電解を行い、直流電気により固体の陰極の表面に液体Yb膜が得られ、液膜が所定の量まで累積してから、底部のタングステン坩堝に落ち、所定の時間電解してから坩堝を取り出し、型に鋳込む。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極とし、酸化プラセオジムと酸化ネオジムによりPr6O11:Nd2O3=(57wt.%):(43wt.%)で固体陰極が作成され、電解温度1000℃、電解電位3.4Vで電解を行い、合金におけるプラセオジム含有量が56wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に液体PrNd合金が得られ、合金液膜が所定の量まで累積してから、底部のタングステン坩堝に落ち、所定の時間電解してから、坩堝を取り出し、合金を型に鋳込む。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極として、酸化プラセオジムと酸化ネオジムにより酸化プラセオジム:酸化ネオジム=(10wt.%):(90wt%)で固体陰極が作成され、電解温度1000℃、電解電位3.4Vで電解を行い、合金におけるプラセオジム含有量が10wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に固体PrNd合金が得られ、蒸留し再溶融してから合金製品に鋳造する。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極として、酸化プラセオジムと酸化ネオジムにより酸化プラセオジム:酸化ネオジム=(81wt.%):(19wt%)で固体陰極が作成され、電解温度800℃、電解電位3.4Vで電解を行い、合金におけるプラセオジム含有量が80wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に固体PrNd合金が得られ、蒸留し再溶融してから合金製品に鋳造する。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極とし、酸化セリウムと酸化ガドリニウムによりCeO2:Gd2O3=(81wt.%):(19wt.%)で固体陰極が作成され、電解温度900℃、電解電位3.3Vで電解を行い、合金におけるガドリニウム含有量が20wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に液体CeGd合金が得られ、合金液膜が所定の量まで累積してから、底部のタングステン坩堝に落ち、所定の時間電解してから、坩堝を取り出し、合金を型に鋳込む。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極として、酸化ランタンと酸化ニッケルによりLa2O3:NiO=(24wt.%):(76wt%)で固体陰極が作成され、電解温度890℃、電解電位3.2Vで電解を行い、合金におけるランタン含有量が25wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に固体LaNi合金が得られ、合金液膜が所定の量まで累積してから、底部のタングステン坩堝に落ち、所定の時間電解してから、坩堝を取り出し、合金を型に鋳込む。
主な技術指標:電流効率は85%、収率は96%である。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極として、酸化ランタンと酸化ニッケルによりLa2O3:NiO=(63wt.%):(37wt%)で固体陰極が作成され、電解温度890℃、電解電位3.2Vで電解を行い、合金におけるランタン含有量が65wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に固体LaNi合金が得られ、蒸留し再溶融してから合金製品に鋳造する。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極とし、酸化ネオジムと酸化鉄によりNd2O3:Fe2O3=(82wt.%):(18wt.%)で固体陰極が作成され、電解温度930℃、電解電位3.3Vで電解を行い、合金におけるネオジム含有量が85wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に液体NdFe合金が得られ、合金液膜が所定の量まで累積してから、底部のタングステン坩堝に落ち、所定の時間電解してから、坩堝を取り出し、合金を型に鋳込む。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極として、酸化ネオジムと酸化鉄によりNd2O3:Fe2O3=(17wt.%):(83wt%)で固体陰極が作成され、電解温度930℃、電解電位3.3Vで電解を行い、合金におけるネオジム含有量が20wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に固体NdFe合金が得られ、蒸留し再溶融してから合金製品に鋳造する。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極として、酸化セリウムと酸化コバルトによりCeO2:CoO=(54wt.%):(46wt%)で固体陰極が作成され、電解温度1000℃、電解電位3.2Vで電解を行い、合金におけるセリウム含有量が55wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に固体CeCo合金が得られ、蒸留し再溶融してから合金製品に鋳造する。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極とし、酸化プラセオジムと酸化ニッケルによりPr6O11:NiO=(79wt.%):(21wt.%)で固体陰極が作成され、電解温度960℃、電解電位2.8Vで電解を行い、合金におけるプラセオジム含有量が80wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に液体PrNi合金が得られ、合金液膜が所定の量まで累積してから、底部のタングステン坩堝に落ち、所定の時間電解してから、坩堝を取り出し、合金を型に鋳込む。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極として、酸化プラセオジムと酸化ニッケルによりPr6O11:NiO=(42wt.%):(58wt%)で固体陰極が作成され、電解温度960℃、電解電位2.8Vで電解を行い、合金におけるプラセオジム含有量が43wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に固体PrNi合金が得られ、蒸留し再溶融してから合金製品に鋳造する。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極とし、酸化ランタンとアルミナによりLa2O3:Al2O3=(13wt.%):(87wt.%)で固体陰極が作成され、電解温度890℃、電解電位3.2Vで電解を行い、合金におけるランタン含有量が20wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に液体LaAl合金が得られ、合金液膜が所定の量まで累積してから、底部のタングステン坩堝に落ち、所定の時間電解してから、坩堝を取り出し、合金を型に鋳込む。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極として、酸化ランタンとアルミナによりLa2O3:Al2O3=(54wt.%):(46wt%)で固体陰極が作成され、電解温度890℃、電解電位3.2Vで電解を行い、合金におけるランタン含有量が65wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に固体LaAl合金が得られ、蒸留し再溶融してから合金製品に鋳造する。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極とし、酸化ネオジム、酸化鉄及び鉄によりNd2O3:Fe2O3:Fe=(85wt.%):(7wt.%):(8wt.%)で固体陰極が作成され、電解温度930℃、電解電位3.3Vで電解を行い、合金におけるネオジム含有量が85wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に液体NdFe合金が得られ、合金液膜が所定の量まで累積してから、底部のタングステン坩堝に落ち、所定の時間電解してから、坩堝を取り出し、合金を型に鋳込む。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極とし、酸化ネオジム、酸化鉄及び鉄によりNd2O3:Fe2O3:Fe=(19wt.%):(74wt.%):(7wt.%)で固体陰極が作成され、電解温度930℃、電解電位3.3Vで電解を行い、合金におけるネオジム含有量が22wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に液体NdFe合金が得られ、蒸留し再溶融してから合金製品に鋳造する。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極とし、酸化ネオジムと鉄によりNd2O3:Fe=(87wt.%):(13wt.%)で固体陰極が作成され、電解温度930℃、電解電位3.3Vで電解を行い、合金におけるネオジム含有量が85wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に液体NdFe合金が得られ、合金液膜が所定の量まで累積してから、底部のタングステン坩堝に落ち、所定の時間電解してから、坩堝を取り出し、合金を型に鋳込む。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極として、酸化ネオジムと鉄によりNd2O3:Fe=(23wt.%):(77wt%)で固体陰極が作成され、電解温度930℃、電解電位3.3Vで電解を行い、合金におけるネオジム含有量が20wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に固体NdFe合金が得られ、蒸留し再溶融してから合金製品に鋳造する。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極とし、酸化エルビウムと酸化ニッケルによりEr2O3:NiO=(85wt.%):(15wt.%)で固体陰極が作成され、電解温度900℃、表1に示す電解電位で電解を行い、合金におけるエルビウム含有量が86wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に液体ErNi合金が得られ、合金液膜が所定の量まで累積してから、底部のタングステン坩堝に落ち、所定の時間電解してから、坩堝を取り出し、合金を型に鋳込む。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極として、酸化エルビウムと酸化ニッケルによりEr2O3:NiO=(63wt.%):(37wt%)で固体陰極が作成され、電解温度900℃、電解電位2.8Vで電解を行い、合金におけるエルビウム含有量が65wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に固体ErNi合金が得られ、蒸留し再溶融してから合金製品に鋳造する。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極とし、酸化イットリウムと酸化マグネシウムによりY2O3:MgO=(64wt.%):(36wt.%)で固体陰極が作成され、電解温度940℃、電解電位3.3Vで電解を行い、合金におけるイットリウム含有量が70wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に液体YMg合金が得られ、合金液膜が所定の量まで累積してから、底部のタングステン坩堝に落ち、所定の時間電解してから、坩堝を取り出し、合金を型に鋳込む。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極として、酸化イットリウムと酸化マグネシウムによりY2O3:MgO=(79wt.%):(21wt%)で固体陰極が作成され、電解温度940℃、電解電位3.3Vで電解を行い、合金におけるイットリウム含有量が83wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に固体YMg合金が得られ、蒸留し再溶融してから合金製品に鋳造する。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極とし、酸化イットリウムと酸化マグネシウムによりY2O3:MgO=(64wt.%):(36wt.%)で固体陰極が作成され、電解温度940℃、表2に示す電解電位で電解を行い、合金におけるイットリウム含有量が70wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に液体YMg合金が得られ、合金液膜が所定の量まで累積してから、底部のタングステン坩堝に落ち、所定の時間電解してから、坩堝を取り出し、合金を型に鋳込む。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極とし、酸化スカンジウム、酸化鉄及び鉄によりSc2O3:Fe2O3:Fe=(72wt.%):(27wt.%):(1%)で固体陰極が作成され、電解温度1000℃、表3に示す電解電位で電解を行い、合金におけるスカンジウム含有量が70wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に液体ScFe合金が得られ、液膜が所定の量まで累積してから、底部のタングステン坩堝に落ち、所定の時間電解してから、坩堝を取り出し、合金を型に鋳込む。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極とし、酸化スカンジウム、酸化鉄及び鉄によりSc2O3:Fe2O3:Fe=(72wt.%):(27wt.%):(1%)で固体陰極が作成され、電解温度900℃、電解電位3.6Vで電解を行い、合金におけるスカンジウム含有量が70wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に液体ScFe合金が得られ、蒸留し再溶融してから合金製品に鋳造する。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極とし、酸化ジスプロシウム、酸化鉄及び鉄によりDy2O3:Fe2O3:Fe=(68wt.%):(30wt.%):(2%)で固体陰極が作成され、電解温度1000℃、表4に示す電解電位で電解を行い、合金におけるジスプロシウム含有量が72wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に液体DyFe合金が得られ、液膜が所定の量まで累積してから、底部のタングステン坩堝に落ち、所定の時間電解してから、坩堝を取り出し、合金を型に鋳込む。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極とし、酸化ジスプロシウム、酸化鉄及び鉄によりDy2O3:Fe2O3:Fe=(86wt.%):(12wt.%):(2%)で固体陰極が作成され、電解温度1000℃、電解電位3.6Vで電解を行い、合金におけるジスプロシウム含有量が88wt.%であるように制御し、固体の陰極の表面に液体DyFe合金が得られ、蒸留し再溶融してから合金製品に鋳造する。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極として、酸化イッテルビウムにより陰極が作成され、電解温度830℃、電解電位3.0Vで電解を行い、直流電気により固体の陰極の表面に液体Yb膜が得られ、液膜が所定の量まで累積してから、底部のタングステン坩堝に落ち、所定の時間電解してから坩堝を取り出し、型に鋳込む。
CaCl2を溶融塩電解質とし、タングステン電極を陽極として、酸化サマリウムにより陰極が作成され、電解温度1080℃、表5に示す電解電位で電解を行い、直流電気により固体の陰極の表面に液体Sm膜が得られ、液膜が所定の量まで累積してから、底部のタングステン坩堝に落ち、所定の時間電解してから坩堝を取り出し、型に鋳込む。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極として、酸化ユウロピウムにより陰極が作成され、電解温度850℃、表6に示す電解電位で電解を行い、直流電気により固体の陰極の表面に液体Eu膜が得られ、液膜が所定の量まで累積してから、底部のタングステン坩堝に落ち、所定の時間電解してから坩堝を取り出し、型に鋳込む。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極として、酸化セリウムにより陰極が作成され、電解温度850℃、表7に示す電解電位で電解を行い、直流電気により固体の陰極の表面に液体Ce膜が得られ、液膜が所定の量まで累積してから、底部のタングステン坩堝に落ち、所定の時間電解してから坩堝を取り出し、型に鋳込む。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極として、酸化サマリウムにより陰極が作成され、電解温度1080℃、表8に示す電解電位で電解を行い、直流電気により固体の陰極の表面に液体Sm膜が得られ、液膜が所定の量まで累積してから、底部のタングステン坩堝に落ち、所定の時間電解してから坩堝を取り出し、型に鋳込む。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極として、酸化プラセオジムにより陰極が作成され、電解温度1080℃、表9に示す電解電位で電解を行い、直流電気により固体の陰極の表面に液体Pr膜が得られ、液膜が所定の量まで累積してから、底部のタングステン坩堝に落ち、所定の時間電解してから坩堝を取り出し、型に鋳込む。
CaCl2を溶融塩電解質とし、黒鉛を陽極として、酸化プラセオジムにより陰極が作成され、電解温度900℃、電解電位4.0Vで電解を行い、直流電気により、固体の陰極の表面に固体Prが得られ、蒸留し再溶融してから合金製品に鋳造する。
Claims (13)
- アルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩化物溶融塩を電解質とし、不活性電極又は黒鉛を陽極として、希土類金属の酸化物と他の合金成分の酸化物及び/又は金属粉末により陰極が作成され、直流電気を通じて電解を実行し、
電解において、電解温度は、生成される希土類金属合金の融点より高く、且つ陰極の融点より低く、陰極の表層がまず電解により金属の液膜になり、所定の量まで累積してから、底部の坩堝に落ち、陰極の電流密度は希土類金属合金成分が陰極で析出するのに十分であり、電解電圧は、電解質の分解電位より低く、希土類金属合金における各成分に対応する酸化物の分解電位より高いことを特徴とする溶融塩電解による希土類金属合金製造の方法。 - 請求項1に記載の方法であって、前記通じられた直流電気により電解を実行する間、電解電圧は2.8〜4.9Vであり、好ましくは3.1〜3.6Vであることを特徴とする方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記希土類金属合金における希土類金属はスカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ルテチウム、サマリウム、ユウロピウム、ツリウム又はイッテルビウムであり、好ましくは可変価希土類金属サマリウム、ユウロピウム、ツリウム又はイッテルビウムであることを特徴とする方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記陰極は電解条件で固体であり、電解質に溶解しなく、電解により生成した希土類金属合金は電解質に溶解しにくいことを特徴とする方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記他の合金成分はFe、Cu、Cr、Ti、V、Co、Ni、Mg、Al及びMnの一つ又は幾つかであり、好ましくはFe、Co、Ni、Mg、Al及びMnの一つ又は幾つかであることを特徴とする方法。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法であって、前記電解質はCa、Ba、Na、K、Li及びMgの一つ又は幾つかの元素の塩化物溶融塩であり、好ましくはCa、Ba、Liのいずれか一つ又は幾つかの元素の塩化物溶融塩であることを特徴とする方法。
- 希土類金属合金製品は、請求項1〜6のいずれか一項に記載の溶融塩電解による希土類金属合金製造の方法で製造されることを特徴とする希土類金属合金製品。
- アルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩化物溶融塩を電解質とし、カーボン材料又は不活性電極を陽極とし、希土類金属の酸化物を陰極として、直流電気を通じて電解を実行し、
電解において、電解温度は、生成される希土類金属の融点より高く、且つ前記陰極の融点より低く、陰極の表層がまず電解により金属の液膜になり、所定の量まで累積してから、底部の坩堝に落ち、陰極の電流密度は希土類金属成分が前記陰極で析出するのに十分であり、電解電圧は、前記電解質の分解電位より低く、且つ希土類金属の酸化物の分解電位より高いことを特徴とする溶融塩電解による希土類金属製造の方法。 - 請求項8に記載の方法であって、前記通じられた直流電気により電解を実行する間、電解電圧は2.8〜4.0Vであり、好ましくは3.1〜3.6Vであることを特徴とする方法。
- 請求項8に記載の方法であって、前記希土類金属はスカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ルテチウム、サマリウム、ユウロピウム、ツリウム又はイッテルビウムであり、好ましくは可変価希土類金属サマリウム、ユウロピウム、ツリウム又はイッテルビウムであることを特徴とする方法。
- 請求項8に記載の方法であって、前記陰極は電解条件で固体であり、電解質に溶解しなく、電解により生成した希土類金属は電解質に溶解しにくいことを特徴とする方法。
- 請求項8〜11のいずれか一項に記載の方法であって、前記電解質はCa、Ba、Na、K、Li及びMgの一つ又は幾つかの元素の塩化物溶融塩であり、好ましくはCa、Ba、Liのいずれか一つ又は幾つかの元素の塩化物溶融塩であることを特徴とする方法。
- 希土類金属製品は、請求項8〜12のいずれか一項に記載の溶融塩電解による希土類金属製造の方法で製造されることを特徴とする希土類金属製品。
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