JP7485248B1 - 酸素反応剤用鉄基粉末およびそれを用いた酸素反応剤 - Google Patents
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Abstract
Description
その結果、前記半価幅をある一定の範囲に設定することで、酸素との反応性が適切に制御された鉄基粉末の作製が可能であることを見出した。
1.Cu-Kα線を用いたX線回折の回折ピークの内、α-Fe結晶の(110)回折面に相当する回折強度曲線の半価幅が0.03°以上0.60°以下の範囲である酸素反応剤用鉄基粉末。
前述したように、固体状態の物質は、粉砕や衝撃、摩擦等の応力が与えられると、その結晶特性が変化することが知られており、特に結晶構造における格子欠陥が増加することが知られている。そして、かかる格子欠陥により、メカノケミカル効果が発現して化学的に活性となる。
測定対象とする鉄基粉末を、溶媒(例えば、エタノール)中に投入し、30秒以上の超音波振動により分散させて、レーザー回折・散乱法を用いたレーザー回折式粒度分布測定機により、粒径の測定、すなわち、鉄基粉末の粒子の体積基準の粒度分布を測定する。
得られた粒度分布から累積粒度分布を算出し、全粒子の体積の総和の50%に相当する粒子の粒径を中央値D50として、上記鉄基粉末の粒径の代表値として用いる。
本発明に係る半価幅の測定方法は次の通りとする。
対象となる鉄基粉末をCu-Kα線を用いてX線回折法により測定し、前記鉄基粉末のα-Fe結晶の(110)回折面に相当する回折強度曲線を得る。次に、当該回折強度曲線の最大の強度の半分の強度における当該回折強度曲線の幅を求める。当該幅を本発明における半価幅とする。
次に、本発明に係る鉄基粉末の製造方法について説明する。本発明に係る鉄基粉末は任意の方法で製造することができる。例えば、前記鉄基粉末は、アトマイズ法、酸化物還元法又は粉砕法などの手法によって製造された鉄基粉末に対して、さらにα-Fe結晶の歪みを増加させるための処理を施すことで製造することができる。ここで、アトマイズ法は、金属溶湯に水やガスなどを吹き付けてスプレー上にして冷却凝固させることで金属粉末を得る方法である。前記アトマイズ法としては、水アトマイズ法又はガスアトマイズ法のいずれも利用することができる。酸化物還元法は、例えば、鋼材の熱間圧延時に鋼板表面から発生する酸化鉄(ミルスケール)又は鉄鉱石粉を還元する方法である。粉砕法は、金属片を粉砕することで金属粉末を得る方法である。さらに、作製された粉末を分級または混合してもよい。前記分級及び混合は任意の方法で行うことができる。
本発明の一実施形態においては、上述した酸素反応剤用鉄基粉末を用いて酸素反応剤を製造することができる。言い換えれば、本発明の一実施形態に係る酸素反応剤は、前記酸素反応剤用鉄基粉末を用いた酸素反応剤である。本発明の酸素反応剤用鉄基粉末は、酸素との反応性に優れるため、前記酸素反応剤に好適に用いられる。したがって、前記酸素反応剤は、本発明の酸素反応剤用鉄基粉末と同様の効果を奏する。
まず、溶鋼から水アトマイズ法により鉄粉を作製した。
次いで、発明例1~5、比較例1~3については、前記鉄粉をV型混合機(株式会社吉田製作所(Yoshida Manufacturing Co., Ltd.)製 型番:1101-1.5(特)(custom made))により撹拌することで、本実施例に供する酸素反応剤用鉄基粉末を得た。前記鉄粉:1kgを前記V型混合機の試料装入容器に装入し、回転速度:25rpm、撹拌時間:0~240分の条件でそれぞれ撹拌した。前記酸素反応剤用鉄基粉末はいずれも鉄粉であった。
また、発明例6~10、比較例4~6については、得られた鉄粉をハイスピードミキサー(深江パウテック株式会社(Fukae Powtech Co., Ltd.)製撹拌混合器 型番:LFS-GS-2J)により撹拌することで、本実施例に供する酸素反応剤用鉄基粉末を得た。前記鉄粉:1kgを装入し、試料装入容器内のアジテーター羽根で、回転速度:500rpm、撹拌時間:0~90分の条件で撹拌した。前記酸素反応剤用鉄基粉末はいずれも鉄粉であった。
まず、X線回折装置(株式会社リガク製SmartLab)を使用してX線回折測定を行った。測定対象とする鉄基粉末を、Cu-Kαの特性X線(波長1.54178Å)を使用して、スキャニングスピード:4°/分、測定角度の範囲:35°以上55°以下の条件で測定し、α-Fe結晶の(110)回折面に相当する回折強度曲線を得た。そして、前記回折強度曲線から半価幅を算出した。
各鉄基粉末:20gに、濃度8質量%の塩化ナトリウム水溶液:1gを添加して混合し、試料を得た。その後、得られた前記試料を酸素ガスバリア性を持つガスバリアチャック袋(アズワン株式会社製HSC160-ST)内に封入し、25℃で1時間静置した。その後、紙コップ(株式会社ストリックスデザイン製SD-729)に前記試料をそれぞれ投入し、前記試料の中心部にデーターロガー(株式会社ティアンドデイ製、TR-71wf)に接続した温度センサーを挿入した。かかる温度センサーを挿入した後、1分間隔で温度測定をし、前記試料の温度が40℃に到達するまでの経過時間と、最高到達温度をそれぞれ求めた。
さらに、発明例3~5、8~10は、前記半価幅を0.07°以上にしたため、最高到達温度が50℃になって、かつ40℃到達までの経過時間が短縮したことから、特に酸素反応性が良好なことがわかる。
Claims (2)
- Cu-Kα線を用いたX線回折の回折ピークの内、α-Fe結晶の(110)回折面に相当する回折強度曲線の半価幅が0.03°以上0.60°以下の範囲である酸素反応剤用鉄基粉末。
- 請求項1に記載の酸素反応剤用鉄基粉末を用いた酸素反応剤。
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