JP5445725B1 - Al−Sc合金の製造方法 - Google Patents
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Abstract
金属アルミニウム(Al)と、融点が反応温度よりも低くて密度が反応温度で溶融金属アルミニウムの密度の70〜95%の範囲内である金属フッ化物塩と、スカンジウム化合物とを反応容器内に装入し、反応系を反応温度700〜1050℃まで昇温させて溶融金属アルミニウムからなる下層の溶融金属層と金属フッ化物塩及びスカンジウム化合物が溶融した上層の溶融塩層とを形成し、溶融塩層側に生成したスカンジウムイオン(Sc3+)を溶融金属層側に移行させてAl−Sc系合金を製造する方法である。
Description
前記反応系の反応温度を700〜1050℃の範囲内とし、また、前記金属フッ化物塩として、その融点が前記反応温度よりも低く、かつ、その密度が前記反応系の反応温度において溶融金属アルミニウムの密度の70〜95%の範囲内である金属フッ化物塩を使用し、前記反応容器内の反応系において、前記溶融塩層が上層で前記溶融金属層が下層となるようにしたことを特徴とするAl−Sc系合金の製造方法である。
Sc3+/(s)+Al/(m) ⇔ Sc/(m)+Al3+/(s)……(1)
〔ただし、反応式(1)において、溶融塩層内の元素又はイオンを/(s)と示し、また、溶融金属層内のもの元素又はイオンを/(m)と示す。〕
0.3≦(FSc−CSc)/PSc≦1.5……(2)
図1に、本発明のAl−Sc系合金の製造方法を実施する製造装置の一例に係る模式図が示されている。この製造装置は、反応容器14と、前記反応容器14を囲繞し、加熱器12を内蔵する加熱炉10とからなり、加熱器12は反応容器14を少なくとも1050℃まで加熱することができ、また、反応容器14及び加熱炉10は少なくとも1050℃の温度に耐えられる材質で形成されているほか、反応容器14には、必要により、溶融金属層が空気と接触しない程度に反応系を撹拌するために、攪拌翼等の図示外の撹拌手段が設けられている。
表1に示す量のLiFとNaFとを混合して得られた金属ふっ化物塩を反応容器内に装入し、960℃に加熱し、溶融させて溶融塩層とし、続いて表2に示す量の金属Alを反応容器内に装入し、溶融させて溶融金属層とした。これら溶融塩層と溶融金属層は、前記反応容器内に溶融金属層が下層に、また、溶融塩層が上層に分離しつつ互いに接触した状態で存在していた。
実施例1と同様にして反応系を構成した後、960℃で15分保持し、次いで760℃まで冷却した後、溶融金属層が空気に接触しない程度に撹拌しながら760℃で180分間保持して反応式(1)の化学反応をさせた以外は、実施例1と同様に実施した。
反応終了後、実施例1と同様に溶融金属層を採取し、分析したところ、表3に示すように、前記溶融金属層には0.070モルのScが含有されており、Al量との対比によれば、これはAl−1.74mass%Sc合金に相当し、また、(FSc−CSc)/PScの値は0.878であった。化学反応終了後、溶融塩層の上部表面には固体のAl2O3が生成していた。
溶融塩層を実施例1の半分の量とし、金属Alを実施例1と同じ量とし、また、Sc化合物としてのSc2O3を実施例1の半分の量とした以外は、実施例1と同じ条件で反応させ、溶融金属層を採取、分析したところ、表3に示すように、前記溶融金属層には0.027モルのScが含有されており、Al量との対比によれば、これはAl−0.68mass%Sc合金に相当し、また、(FSc−CSc)/PScの値は0.339であった。化学反応終了後、溶融塩層の上部表面には固体のAl2O3が生成していた。
表1に示す量のLiFとNaFとを混合して得られた金属ふっ化物塩を反応容器内に装入して溶融塩層とし、また、表2に示すように6.671モルの金属Alを反応容器内に装入して溶融金属層とし、更に、表2に示すようにSc化合物として0.160モルのScF3を装入して反応系を構成した以外は、実施例1と同様にして反応式(1)の反応を行った。
反応終了後、実施例1と同様に溶融金属層を採取し、分析したところ、表3に示すように、前記溶融金属層には0.079モルのScが含有されており、Al量との対比によれば、これはAl−1.95mass%Sc合金に相当し、また、(FSc−CSc)/PScの値は1.469であった。更に、化学反応終了後の溶融塩層の上部表面に固体の浮遊物は観察されなかった。
実施例1の金属Alを6.471モルのAlと0.120モルのScからなるAl−3.00mass%Sc系合金に変更した以外は、実施例1と同じ条件で反応系を構成し反応させた。
反応終了後の溶融金属層を採取し、分析したところ、表3に示されているように、Sc量は0.098モルであって反応前の含有量より減少しており、Al量との対比によれば、これはAl−2.45mass%Scに相当し、また、(FSc−CSc)/PScの値は−0.323であった。化学反応終了後、溶融塩層の上部表面には、固体のAl2O3が生成していた。(FSc−CSc)/PScが負の値となったのは、Sc化合物として0.080モルのSc2O3を装入した時点において、溶融金属層内のSc濃度が既に高かったためと考えられる。
表1に示す量のLiF及びNaFと表2に示す量の金属Alを用い、また、Sc化合物として0.160モルのSc2O3を用いた以外は、実施例1と同じ条件で反応系を構成し反応させた。
反応終了後の溶融金属層を採取し、分析したところ、表3に示されているように、前記溶融金属層には0.127モルのScが含有されており、Al量との対比によれば、これはAl−3.10mass%Sc合金に相当し、また、(FSc−CSc)/PScの値は0.980であった。化学反応終了後、溶融塩層の上部表面には固体のAl2O3が生成していた。
表1及び表2に示すように、初めに、上記実施例5と同じ条件で反応系を構成して反応させ、表3に示すように、溶融金属層に0.124モルのScが含有されてAl−3.02mass%Sc合金に相当する溶融Al-Sc系合金層を形成させた。このとき、(FSc−CSc)/PScの値は0.957であり、化学反応終了後の溶融塩層の上部表面には固体のAl2O3が生成していた。
表1に示す量のLiFとNaFとを混合して得られた金属ふっ化物塩を反応容器内で960℃に加熱し、溶融して溶融塩層とし、続いて表2に示すように、6.671モルの金属Alを反応容器内に装入し、溶融させて溶融金属層とし、更に、反応容器内を960℃に保持しつつSc化合物として0.080モルのSc2O3を装入し、前記溶融金属層が空気に接触しない程度に撹拌しながら960℃に15分間保持し、反応式(1)の化学反応を実施した。
表1に示すように、1.700モルのNaF、0.104モルのCaF2及び0.831モルのAlF3の混合物からなる金属ふっ化物塩を用い、反応容器内で960℃に加熱し、溶融して溶融塩層とし、続いて表2に示すように、6.671モルの金属Alを反応容器内に装入して溶融させ、溶融金属層とし、更に、反応容器内を960℃に保持しつつSc化合物として0.094モルのSc2O3を装入し、前記溶融金属層が空気に接触しない程度に撹拌しながら980℃で180分間保持し、反応式(1)の化学反応を実施した。
表1に示すように、2.316モルのLiF、1.252モルのNaF、0.323モルのKF及び0.321モルのBaF2の混合物からなる金属ふっ化物塩を用い、反応容器内で960℃に加熱し、溶融して溶融塩層とし、続いて表2に示すように、6.671モルの金属Alを反応容器内に装入し、溶融させて溶融金属層とした。前記反応容器内において、前記溶融金属層と溶融塩層は互いに分離したが、溶融金属層が溶融塩層の上部に上層として露出し、空気と接触していた。
表1に示すように、2.333モルのNaF、2.091モルのCaF2及び2.333モルのAlF3の混合物からなる金属ふっ化物塩を用い、反応容器内で960℃に加熱し、溶融して溶融塩層とし、続いて表2に示すように、6.671モルの金属Alを反応容器内に装入し、溶融させて溶融金属層とした。前記反応容器内において、前記溶融金属層と溶融塩層は互いに分離し、溶融金属層が下層として溶融塩層の下部に該溶融塩層と接触して存在していた。
表1に示すように、2.203モルのLiF、1.478モルのNaF及び0.428モルのAlF3の混合物からなる金属ふっ化物塩を用い、反応容器内で960℃に加熱し、溶融して溶融塩層とし、続いて表2に示すように、6.671モルの金属Alを反応容器内に装入し、溶融させて溶融金属層とした。前記反応容器内において、前記溶融金属層と溶融塩層は互いに分離し、溶融金属層が下層として溶融塩層の下部に該溶融塩層と接触して存在していた。
Claims (4)
- 金属アルミニウム(Al)と、アルカリ金属ふっ化物、アルカリ土類金属ふっ化物及びふっ化アルミニウムからなる群から選ばれた1種又は2種以上の金属ふっ化物塩と、スカンジウム(Sc)の酸化物及び/又はふっ化物塩からなるスカンジウム化合物とを反応容器内に装入し、反応容器内の前記金属アルミニウム(Al)と前記金属ふっ化物塩と前記スカンジウム化合物とからなる反応系を反応温度まで昇温させて溶融金属アルミニウムからなる溶融金属層と前記金属ふっ化物塩及びスカンジウム化合物が溶融した溶融塩層とを形成し、前記溶融塩層側に生成したスカンジウムイオン(Sc3+)を溶融金属層側に移行させてAl−Sc系合金を製造する方法であって、
前記反応系の反応温度を700〜1050℃の範囲内とし、また、
前記金属ふっ化物塩として、その融点が前記反応温度よりも低く、かつ、その密度が前記反応系の反応温度において溶融金属アルミニウムの密度の70〜95%の範囲内である金属フッ化物塩を使用し、
前記反応容器内の反応系において、前記溶融塩層が上層で前記溶融金属層が下層となるようにしたことを特徴とするAl−Sc系合金の製造方法。 - 金属アルミニウム(Al)と金属フッ化物塩とを反応容器内に装入し、反応温度まで昇温させて溶融金属層と溶融塩層とを形成した後に、前記溶融塩層内にスカンジウム化合物を添加し、この溶融塩層内にスカンジウムイオン(Sc3+)を生成させることを特徴とする請求項1に記載のAl−Sc系合金の製造方法。
- 前記金属フッ化物塩が、ふっ化リチウムとふっ化ナトリウムとの混合物であることを特徴とする請求項1又は2に記載のAl−Sc系合金を製造方法。
- モル百分率(mol%)で表されたAl−Sc系合金中の目標Sc濃度をFScとし、モル百分率で表された溶融塩層中のSc3+濃度をPScとし、また、モル百分率で表された溶融金属層中のSc濃度をCScとしたとき、反応容器内の反応系が0.3≦(FSc−CSc)/PSc≦1.5の関係を満たすことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のAl−Sc系合金の製造方法。
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Cited By (5)
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WO2015111695A1 (ja) * | 2014-01-27 | 2015-07-30 | 住友金属鉱山株式会社 | スカンジウム濃縮物回収方法 |
WO2016171584A1 (ru) * | 2015-04-22 | 2016-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Способ получения лигатуры алюминий-скандий |
KR20170010232A (ko) * | 2015-07-17 | 2017-01-26 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 고순도 알루미늄-스칸듐 합금 제조 방법 |
KR20170091379A (ko) * | 2016-02-01 | 2017-08-09 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 전해용 양극, 이를 포함하는 전해조, 및 상기 전해조를 이용한 전해 방법 |
KR20180058426A (ko) * | 2016-11-24 | 2018-06-01 | 연세대학교 산학협력단 | 스칸듐 합금 및 이의 제조방법 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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AU2013201572B2 (en) * | 2013-03-15 | 2014-12-11 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Production of Aluminium-Scandium Alloys |
CN104928507A (zh) * | 2015-07-01 | 2015-09-23 | 广西冶金研究院 | 一种混合熔盐体系中铝热还原制备铝钪中间合金的方法 |
EP3765645A4 (en) * | 2018-03-15 | 2021-12-15 | FEA Materials LLC | METHOD OF MANUFACTURING AN ALUMINUM-SCANDIUM ALLOY |
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JPH1150170A (ja) * | 1997-08-05 | 1999-02-23 | Showa Alum Corp | アルミニウム合金の製造装置およびこれを用いたアルミニウム合金の製造方法 |
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RU2213795C1 (ru) * | 2001-11-12 | 2003-10-10 | Махов Сергей Владимирович | Способ получения лигатуры алюминий-скандий (варианты) |
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FR2978060B1 (fr) * | 2011-07-21 | 2016-02-12 | Commissariat Energie Atomique | Procede et dispositif de mise en contact sans melange et a haute temperature de deux liquides non miscibles avec chauffage et brassage par induction |
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015111695A1 (ja) * | 2014-01-27 | 2015-07-30 | 住友金属鉱山株式会社 | スカンジウム濃縮物回収方法 |
JP2015140443A (ja) * | 2014-01-27 | 2015-08-03 | 住友金属鉱山株式会社 | スカンジウム濃縮物回収方法 |
WO2016171584A1 (ru) * | 2015-04-22 | 2016-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Способ получения лигатуры алюминий-скандий |
KR20170010232A (ko) * | 2015-07-17 | 2017-01-26 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 고순도 알루미늄-스칸듐 합금 제조 방법 |
KR101724288B1 (ko) | 2015-07-17 | 2017-04-10 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 고순도 알루미늄-스칸듐 합금 제조 방법 |
KR20170091379A (ko) * | 2016-02-01 | 2017-08-09 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 전해용 양극, 이를 포함하는 전해조, 및 상기 전해조를 이용한 전해 방법 |
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KR20180058426A (ko) * | 2016-11-24 | 2018-06-01 | 연세대학교 산학협력단 | 스칸듐 합금 및 이의 제조방법 |
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