JP2964649B2 - テルビウム合金の製造方法 - Google Patents
テルビウム合金の製造方法Info
- Publication number
- JP2964649B2 JP2964649B2 JP398291A JP398291A JP2964649B2 JP 2964649 B2 JP2964649 B2 JP 2964649B2 JP 398291 A JP398291 A JP 398291A JP 398291 A JP398291 A JP 398291A JP 2964649 B2 JP2964649 B2 JP 2964649B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- terbium
- alloy
- oxide
- cathode
- electrolytic bath
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はテルビウム合金の製造方
法に係り、特にテルビウム−鉄−コバルト系スパッタリ
ング用ターゲットの原料に適した、テルビウムの含有量
が高く、不純物や介在物の含有量の低いテルビウム合金
を連続的に製造する方法に関するものである。
法に係り、特にテルビウム−鉄−コバルト系スパッタリ
ング用ターゲットの原料に適した、テルビウムの含有量
が高く、不純物や介在物の含有量の低いテルビウム合金
を連続的に製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、希土酸化物を電解して合金を製造
する方法が知られており、希土メタルとしてネオジウ
ム、サマリウム、ガドリニウム、セリウム、ランタン、
プラセオジウム、イットリウム、ユーロピウムなどが具
体的には用いられてきたが、テルビウムについては具体
的に実施された例は知られておらず、また、通常の酸化
物（Ｔｂ4 Ｏ7 ）を用いて同様に電解する本発明者等の
試みによれば満足な還元量が達成されないことが見出さ
れた。
する方法が知られており、希土メタルとしてネオジウ
ム、サマリウム、ガドリニウム、セリウム、ランタン、
プラセオジウム、イットリウム、ユーロピウムなどが具
体的には用いられてきたが、テルビウムについては具体
的に実施された例は知られておらず、また、通常の酸化
物（Ｔｂ4 Ｏ7 ）を用いて同様に電解する本発明者等の
試みによれば満足な還元量が達成されないことが見出さ
れた。
【０００３】なお、テルビウムについてはフッ化物電解
が行なわれているが（特開昭６２−２２４６９２）、こ
の場合、酸化物をいったんフッ素化する工程が必要であ
るため工業的に量産化するうえで得策でない。酸化物の
電解により直接十分な量のテルビウム合金を得ることが
できれば工業的に有利であり望ましい。
が行なわれているが（特開昭６２−２２４６９２）、こ
の場合、酸化物をいったんフッ素化する工程が必要であ
るため工業的に量産化するうえで得策でない。酸化物の
電解により直接十分な量のテルビウム合金を得ることが
できれば工業的に有利であり望ましい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は酸化テ
ルビウムを原料として用い、溶融塩電解法によって、テ
ルビウム合金を工業的有利に量産化する方法を提供する
ことにある。
ルビウムを原料として用い、溶融塩電解法によって、テ
ルビウム合金を工業的有利に量産化する方法を提供する
ことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】酸化テルビウムはその化
学式がＴｂ4 Ｏ7 が一般的であるが、テルビウムの価数
としては４価及び３価の両者を有しており、そのモル比
率は２対１である。本発明者等の検討によればＴｂ4 Ｏ
7 を電解の原料として電解中に供給すると、４価のテル
ビウムの存在が生成するテルビウム金属の、陰極上への
析出あるいは陰極との合金化を阻害することが判明し
た。そこで、あらかじめ還元処理により酸化テルビウム
をＴｂ2 Ｏ3 の形態、すなわちテルビウムの価数を３価
にし、これを電解処理することにより合金の採取量を大
幅に増加せしめる事に成功し、本発明に到達した。すな
わち本発明の要旨は、原料酸化テルビウムとして実質的
に４価の酸化物を含まない酸化テルビウムを用い、陰極
にテルビウムと合金化し得る金属を用い、フッ化リチウ
ム及び／又はフッ化テルビウムを主体とした溶融電解浴
により原料酸化テルビウムを電解還元することを特徴と
するテルビウム合金の製造方法にある。
学式がＴｂ4 Ｏ7 が一般的であるが、テルビウムの価数
としては４価及び３価の両者を有しており、そのモル比
率は２対１である。本発明者等の検討によればＴｂ4 Ｏ
7 を電解の原料として電解中に供給すると、４価のテル
ビウムの存在が生成するテルビウム金属の、陰極上への
析出あるいは陰極との合金化を阻害することが判明し
た。そこで、あらかじめ還元処理により酸化テルビウム
をＴｂ2 Ｏ3 の形態、すなわちテルビウムの価数を３価
にし、これを電解処理することにより合金の採取量を大
幅に増加せしめる事に成功し、本発明に到達した。すな
わち本発明の要旨は、原料酸化テルビウムとして実質的
に４価の酸化物を含まない酸化テルビウムを用い、陰極
にテルビウムと合金化し得る金属を用い、フッ化リチウ
ム及び／又はフッ化テルビウムを主体とした溶融電解浴
により原料酸化テルビウムを電解還元することを特徴と
するテルビウム合金の製造方法にある。
【０００６】以下本発明を詳細に説明すると、還元すべ
き原料の酸化テルビウムは実質的に４価のテルビウムを
含まない酸化物であって、通常はテルビウムが実質的に
３価の酸化物が用いられる。あらかじめ酸化テルビウム
をＴｂ2 Ｏ3 の形態にするには、真空中或いはアルゴン
ガス等の不活性ガス雰囲気中或いは水素や一酸化炭素と
いった還元ガス雰囲気中で還元処理を行なうのが簡便で
ある。還元温度は５４０℃以上、好ましくは６００℃以
上で行なうのが望ましい。５４０℃以下の温度では還元
は起こらない。また、還元温度がより高温であるほど処
理に要する時間が短くて済むが１０００℃以上ではほと
んど差が生じないため、それ以上高温にすることによる
利益はない。こうして得られたＴｂ2 Ｏ3 はクリーム色
を呈し室温で安定である。
き原料の酸化テルビウムは実質的に４価のテルビウムを
含まない酸化物であって、通常はテルビウムが実質的に
３価の酸化物が用いられる。あらかじめ酸化テルビウム
をＴｂ2 Ｏ3 の形態にするには、真空中或いはアルゴン
ガス等の不活性ガス雰囲気中或いは水素や一酸化炭素と
いった還元ガス雰囲気中で還元処理を行なうのが簡便で
ある。還元温度は５４０℃以上、好ましくは６００℃以
上で行なうのが望ましい。５４０℃以下の温度では還元
は起こらない。また、還元温度がより高温であるほど処
理に要する時間が短くて済むが１０００℃以上ではほと
んど差が生じないため、それ以上高温にすることによる
利益はない。こうして得られたＴｂ2 Ｏ3 はクリーム色
を呈し室温で安定である。
【０００７】本発明においては、テルビウムと合金化し
得る金属からなる固体の陰極と、炭素陽極等とを用いて
酸化テルビウムを溶融塩電解浴中にて電解還元せしめ、
生成するテルビウムを前記陰極上に析出させると共に、
該陰極を構成する金属と合金化せしめて、目的とするテ
ルビウム合金を製造するのであるが、この際溶融塩電解
浴としてテルビウムを含むフッ化物混合物を使用する。
該フッ化物混合物としては、フッ化テルビウム、フッ化
リチウム及びフッ化バリウムからなる混合浴を使用する
のが不純物混入防止等の観点からも望ましく、実質的に
２０〜９５重量％のフッ化テルビウム、５〜８０％のフ
ッ化リチウム、４０％までのフッ化バリウムが一般に用
いられる。
得る金属からなる固体の陰極と、炭素陽極等とを用いて
酸化テルビウムを溶融塩電解浴中にて電解還元せしめ、
生成するテルビウムを前記陰極上に析出させると共に、
該陰極を構成する金属と合金化せしめて、目的とするテ
ルビウム合金を製造するのであるが、この際溶融塩電解
浴としてテルビウムを含むフッ化物混合物を使用する。
該フッ化物混合物としては、フッ化テルビウム、フッ化
リチウム及びフッ化バリウムからなる混合浴を使用する
のが不純物混入防止等の観点からも望ましく、実質的に
２０〜９５重量％のフッ化テルビウム、５〜８０％のフ
ッ化リチウム、４０％までのフッ化バリウムが一般に用
いられる。
【０００８】電解浴の温度は、生成するテルビウム合金
の種類、合金の融点により適宜選択される。すなわち理
論的には特定組成の合金の融点で電解を行なえば、該組
成の合金を直接得る可能性はあるが、通常はかかる温度
で電解を行なわなくとも、例えばより低い温度での電解
で得られた合金に更に必要な組成量の金属を追加して溶
融、合金化することにより、最終的な組成の金属を得る
ことができる。一般的に電解浴温度が高くなり過ぎると
容器等から合金への不純物、介在物の混入の可能性が生
じる。また一方余りにも低い電解浴温度では、析出する
金属テルビウムと陰極の金属が十分に合金化せず、固体
の金属テルビウムの析出により陽極−陰極間の短絡現象
が生じ電解の継続が困難になる可能性がある。上記の点
を考慮し、実用的には例えばテルビウム−鉄合金では８
６０〜１０００℃、テルビウム−コバルト合金では７１
０〜１０００℃の範囲で電解浴を行なえば、通常の簡便
な装置を用い容易に合金を得ることができ好都合であ
る。
の種類、合金の融点により適宜選択される。すなわち理
論的には特定組成の合金の融点で電解を行なえば、該組
成の合金を直接得る可能性はあるが、通常はかかる温度
で電解を行なわなくとも、例えばより低い温度での電解
で得られた合金に更に必要な組成量の金属を追加して溶
融、合金化することにより、最終的な組成の金属を得る
ことができる。一般的に電解浴温度が高くなり過ぎると
容器等から合金への不純物、介在物の混入の可能性が生
じる。また一方余りにも低い電解浴温度では、析出する
金属テルビウムと陰極の金属が十分に合金化せず、固体
の金属テルビウムの析出により陽極−陰極間の短絡現象
が生じ電解の継続が困難になる可能性がある。上記の点
を考慮し、実用的には例えばテルビウム−鉄合金では８
６０〜１０００℃、テルビウム−コバルト合金では７１
０〜１０００℃の範囲で電解浴を行なえば、通常の簡便
な装置を用い容易に合金を得ることができ好都合であ
る。
【０００９】本発明にあたって、電解用電極として、陰
極には鉄、コバルト或いはニッケル等のテルビウムと容
易に合金化し得る金属、陽極には黒鉛が通常用いられ
る。これら陰極上にテルビウム合金が液体状態で生成
し、電解浴との比重差により滴下する。このテルビウム
合金を、陰極下方の電解浴中に開口部を有する受器内に
液層として溜める。受器としては難融金属であるモリブ
デンやタングステンが用いられる。ここで陰極中の不純
物は上記液滴中に容易に混入するため、陰極は、例えば
鉄であれば電解鉄のように不純物の少ないものが用いら
れる。尚、反応率を一層上げる為、電解浴中撹拌棒等に
より撹拌を行ない、酸化テルビウムの電解浴への分散を
促進させることはさしつかえない。
極には鉄、コバルト或いはニッケル等のテルビウムと容
易に合金化し得る金属、陽極には黒鉛が通常用いられ
る。これら陰極上にテルビウム合金が液体状態で生成
し、電解浴との比重差により滴下する。このテルビウム
合金を、陰極下方の電解浴中に開口部を有する受器内に
液層として溜める。受器としては難融金属であるモリブ
デンやタングステンが用いられる。ここで陰極中の不純
物は上記液滴中に容易に混入するため、陰極は、例えば
鉄であれば電解鉄のように不純物の少ないものが用いら
れる。尚、反応率を一層上げる為、電解浴中撹拌棒等に
より撹拌を行ない、酸化テルビウムの電解浴への分散を
促進させることはさしつかえない。
【００１０】
【実施例】次に本発明を実施例により更に詳細に説明す
る。
る。
【００１１】
【実施例１】Ｔｂ4 Ｏ7 １７６ｇを石英管に仕込み、ア
ルゴンガス雰囲気下、この石英管を電気炉に入れて６０
０℃に約１時間保持し還元処理を行なった。処理開始数
分後に酸化物の色が茶色からクリーム色に変化する様子
が観測された。次に、この石英管を水冷し、クリーム色
粉末を取り出しＸ線回折法で構造を調査したところ９９
％以上Ｔｂ2 Ｏ3 で構成されていることが判った。
ルゴンガス雰囲気下、この石英管を電気炉に入れて６０
０℃に約１時間保持し還元処理を行なった。処理開始数
分後に酸化物の色が茶色からクリーム色に変化する様子
が観測された。次に、この石英管を水冷し、クリーム色
粉末を取り出しＸ線回折法で構造を調査したところ９９
％以上Ｔｂ2 Ｏ3 で構成されていることが判った。
【００１２】次いで、内径２００mmφ、深さ３００mmの
黒鉛電解槽中に、フッ化リチウム８０ｍｏｌ％及びフッ
化テルビウム２０ｍｏｌ％の混合物４４００ｇを投入
し、黒鉛ヒーターで約９００℃に加熱して約１気圧Ａｒ
ガス雰囲気下、溶融した。約９００℃に保持した電解浴
中に巾５０mm高さ１００mm厚み１０mmの黒鉛陽極板及び
巾５０mm高さ１００mm厚み３mmの電解鉄陰極板を上部か
ら吊して、それぞれ５０mm漬かるよう挿入し、電解電流
２０Ａで５時間電解を行なった。この時上記酸化物Ｔｂ
2 Ｏ3 １７２ｇを両極に通電する直前に上部からステン
レス管を通じて電解浴に落とし入れた。この時の陽極、
及び陰極の電流密度はそれぞれ０．５Ａ／cm2 であっ
た。陰極下に設置したモリブデン製受け皿から採取した
Ｔｂ−Ｆｅ合金の重量は１５０ｇであった。成分はＴｂ
８５重量％、Ｆｅ１５重量％であった。
黒鉛電解槽中に、フッ化リチウム８０ｍｏｌ％及びフッ
化テルビウム２０ｍｏｌ％の混合物４４００ｇを投入
し、黒鉛ヒーターで約９００℃に加熱して約１気圧Ａｒ
ガス雰囲気下、溶融した。約９００℃に保持した電解浴
中に巾５０mm高さ１００mm厚み１０mmの黒鉛陽極板及び
巾５０mm高さ１００mm厚み３mmの電解鉄陰極板を上部か
ら吊して、それぞれ５０mm漬かるよう挿入し、電解電流
２０Ａで５時間電解を行なった。この時上記酸化物Ｔｂ
2 Ｏ3 １７２ｇを両極に通電する直前に上部からステン
レス管を通じて電解浴に落とし入れた。この時の陽極、
及び陰極の電流密度はそれぞれ０．５Ａ／cm2 であっ
た。陰極下に設置したモリブデン製受け皿から採取した
Ｔｂ−Ｆｅ合金の重量は１５０ｇであった。成分はＴｂ
８５重量％、Ｆｅ１５重量％であった。
【００１３】
【比較例１】原料酸化物としてＴｂ4 Ｏ7 を１７６ｇ使
用した。電解層に投入するタイミングは実施例１と同条
件で行なった。他の条件も実施例１と同条件で行なった
ところ採取できたＴｂ−Ｆｅ合金は１０ｇであった。成
分は実施例１と同等であった。
用した。電解層に投入するタイミングは実施例１と同条
件で行なった。他の条件も実施例１と同条件で行なった
ところ採取できたＴｂ−Ｆｅ合金は１０ｇであった。成
分は実施例１と同等であった。
【００１４】
【発明の効果】本発明により、テルビウム合金を効率良
く安価に製造することができる。
く安価に製造することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−274890（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−180993（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C25C 3/00 - 3/36 C22C 1/02
Claims (1)
- 【請求項１】 原料酸化テルビウムとして実質的に４価
の酸化物を含まない酸化テルビウムを用い、陰極にテル
ビウムと合金化し得る金属を用い、フッ化リチウム及び
／又はフッ化テルビウムを主体とした溶融塩電解浴によ
り原料酸化テルビウムを電解還元することを特徴とする
テルビウム合金の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP398291A JP2964649B2 (ja) | 1991-01-17 | 1991-01-17 | テルビウム合金の製造方法 |
| US07/821,737 US5258103A (en) | 1991-01-17 | 1992-01-16 | Process for producing terbium alloy or terbium metal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP398291A JP2964649B2 (ja) | 1991-01-17 | 1991-01-17 | テルビウム合金の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04236793A JPH04236793A (ja) | 1992-08-25 |
| JP2964649B2 true JP2964649B2 (ja) | 1999-10-18 |
Family
ID=11572245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP398291A Expired - Lifetime JP2964649B2 (ja) | 1991-01-17 | 1991-01-17 | テルビウム合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2964649B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007231301A (ja) * | 2004-04-06 | 2007-09-13 | Iox:Kk | 溶融塩電解による基体への多元系合金の作製方法 |
| CN103074643B (zh) * | 2013-01-18 | 2016-01-27 | 哈尔滨工程大学 | 熔盐电解制备不同Ni-Tb金属间化合物的方法 |
-
1991
- 1991-01-17 JP JP398291A patent/JP2964649B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04236793A (ja) | 1992-08-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103572329A (zh) | 一种熔融盐电解制备稀土金属合金的方法 | |
| JP3927238B2 (ja) | 希土類金属の製造法 | |
| US3415639A (en) | Method for the manufacture of tantalum and/or niobium powder | |
| US3855087A (en) | Method for producing rare earth metal-containing alloys | |
| Sharma | Neodymium production processes | |
| Steinberg et al. | Extractive Metallurgy of Zirconium by the Electrolysis of Fused Salts: II. Process Development of the Electrolytic Production of Zirconium from | |
| JP2964649B2 (ja) | テルビウム合金の製造方法 | |
| US4966662A (en) | Process for preparing praseodynium metal or praseodymium-containing alloy | |
| CN110168144B (zh) | MnAl合金的制造方法 | |
| JPH0790411A (ja) | 高純度希土類金属の製造方法 | |
| JPH0559199B2 (ja) | ||
| US5258103A (en) | Process for producing terbium alloy or terbium metal | |
| JPH0713314B2 (ja) | 希土類金属および希土類合金の製造方法 | |
| Nair et al. | Production of tantalum metal by the aluminothermic reduction of tantalum pentoxide | |
| Sharma et al. | Studies on electrorefining of calciothermic hafnium | |
| JP2749756B2 (ja) | 希土類金属の電解還元製造法 | |
| JPH05140785A (ja) | サマリウム合金の製造方法 | |
| JPH0790410A (ja) | 低酸素希土類金属の製造方法 | |
| JPS6220892A (ja) | ネオジム合金の製造方法 | |
| JPS61157646A (ja) | 希土類合金の製造方法 | |
| JPH0569918B2 (ja) | ||
| JPH06128785A (ja) | サマリウム金属又はサマリウム合金の製造法 | |
| Gregory et al. | Production of ductile vanadium by calcium reduction of vanadium trioxide | |
| JPS6312947B2 (ja) | ||
| JPH0561357B2 (ja) |