JPS58144792A - 炭素ポテンシヤルの制御方法 - Google Patents
炭素ポテンシヤルの制御方法Info
- Publication number
- JPS58144792A JPS58144792A JP57027699A JP2769982A JPS58144792A JP S58144792 A JPS58144792 A JP S58144792A JP 57027699 A JP57027699 A JP 57027699A JP 2769982 A JP2769982 A JP 2769982A JP S58144792 A JPS58144792 A JP S58144792A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon
- heating
- circulation system
- carbon potential
- mixed gas
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
- Y02P10/143—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions of methane [CH4]
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は新規な炭素ポテンシャルの制釧１方法に関する
。詳しくは水素（Ｈ２）とメタン（ＣＨ４）又は−酸化
炭素（ＣＯ）と二酸化炭素（ＣＯ３）との混合ガス循環
系内の加熱炉に炭素を固溶した金属又は合金あるいは非
化学量論的炭化物等の試料および金属と炭化物との混合
物（Ｍ−ＭＣ；Ｍは金属を示す、以下１バツフア物質“
と称す。）を装荷して、該加熱炉を４００°Ｃ〜２００
０℃の温度範囲で加熱することにより試料と平衡する混
合ガス循環系の炭素ポテンシャルを制御する方法に関す
る。
。詳しくは水素（Ｈ２）とメタン（ＣＨ４）又は−酸化
炭素（ＣＯ）と二酸化炭素（ＣＯ３）との混合ガス循環
系内の加熱炉に炭素を固溶した金属又は合金あるいは非
化学量論的炭化物等の試料および金属と炭化物との混合
物（Ｍ−ＭＣ；Ｍは金属を示す、以下１バツフア物質“
と称す。）を装荷して、該加熱炉を４００°Ｃ〜２００
０℃の温度範囲で加熱することにより試料と平衡する混
合ガス循環系の炭素ポテンシャルを制御する方法に関す
る。
現在、液体金属冷却高速増殖炉用燃料として、ウラン・
プルトニウム混合酸化物燃料ペレットをステンレス鋼で
被覆した燃料ピンが用いられているが、この酸化物燃料
に優る高速増殖炉用燃料として、ウラン・プルトニウム
混合炭化物燃料の開発が進められている。しかし、混合
酸化物燃料にくらべて混合炭化物燃料の場合、照射挙動
およびその物性値などのデータが十分に集積されていな
い。
プルトニウム混合酸化物燃料ペレットをステンレス鋼で
被覆した燃料ピンが用いられているが、この酸化物燃料
に優る高速増殖炉用燃料として、ウラン・プルトニウム
混合炭化物燃料の開発が進められている。しかし、混合
酸化物燃料にくらべて混合炭化物燃料の場合、照射挙動
およびその物性値などのデータが十分に集積されていな
い。
特に、燃料と被覆材との化学的相互作用は燃料ピンの健
全性を支配するが、この化学的相互作用に影響する重要
な因子は燃料と被覆材の炭素ポテンシャルである。また
、核分裂によって燃料中に生成した核分裂生成物の化学
形およびその挙動は炭素ポテンシャルに大きく影響され
、燃料と被覆材との機械的相互作用を支配する要因とな
るので、炭素ポテンシャルを制御することは重要である
。
全性を支配するが、この化学的相互作用に影響する重要
な因子は燃料と被覆材の炭素ポテンシャルである。また
、核分裂によって燃料中に生成した核分裂生成物の化学
形およびその挙動は炭素ポテンシャルに大きく影響され
、燃料と被覆材との機械的相互作用を支配する要因とな
るので、炭素ポテンシャルを制御することは重要である
。
従来性われてきた炭素ポテンシャルの制御方法の一つに
は一定混合比の水素（Ｈ３）とメタン（ＣＨ，）又は−
酸化炭素（ＣＯ）と二酸化炭素（Ｃ０２）との混合ガス
気流中で試料を加熱する方法かまたは、標準物質（一般
に鉄（Ｆｅ ）、ニッケル（Ｎｉ）など）と試料および
炭素とを接触させない状態で水素ガスとともに石英アン
プルに封入し、該石英アンプルを加熱炉に装荷して加熱
する方法かあるいは、水素（Ｈ３）とメタン（ＣＨ４）
との混合ガス循環系内で試料を加熱する方法か更には、
水素（Ｈ３）とメタン（Ｃ％）との混合ガス循環系内で
標準物質（鉄（Ｆｅ）と炭素（Ｃ）との固溶体）と試料
を接触させない状輻で加熱・することにより炭素ポテン
シャルを制御する方法等がある。
は一定混合比の水素（Ｈ３）とメタン（ＣＨ，）又は−
酸化炭素（ＣＯ）と二酸化炭素（Ｃ０２）との混合ガス
気流中で試料を加熱する方法かまたは、標準物質（一般
に鉄（Ｆｅ ）、ニッケル（Ｎｉ）など）と試料および
炭素とを接触させない状態で水素ガスとともに石英アン
プルに封入し、該石英アンプルを加熱炉に装荷して加熱
する方法かあるいは、水素（Ｈ３）とメタン（ＣＨ４）
との混合ガス循環系内で試料を加熱する方法か更には、
水素（Ｈ３）とメタン（Ｃ％）との混合ガス循環系内で
標準物質（鉄（Ｆｅ）と炭素（Ｃ）との固溶体）と試料
を接触させない状輻で加熱・することにより炭素ポテン
シャルを制御する方法等がある。
しかしながら、以上述べたいずれの方法においても問題
がある。すなわち、雰囲気ガスとして水素（Ｈ２）およ
びメタ／（ＣＨ４）などの可燃性ガスが使用されるため
、これらのガス気流中で長時間加熱する場合、爆発の危
険性がある。また、水素（Ｈ２）とメタン（ＣＨ４）と
の混合ガスを長時間循環させた場合には循環系内の加熱
炉部材として用いられるアルミナ（Ａ／２０３）および
タングステアＣＷ）ＩＪなとの反応管、あるいは真空系
のガスケット村などが −らの脱メタン（ＣＨ４）ガ
スのために、該循環系内のガス濃度が平衡に到達しなく
なり、したがって、炭素ポテンシャルを制御することが
できなくなる。
がある。すなわち、雰囲気ガスとして水素（Ｈ２）およ
びメタ／（ＣＨ４）などの可燃性ガスが使用されるため
、これらのガス気流中で長時間加熱する場合、爆発の危
険性がある。また、水素（Ｈ２）とメタン（ＣＨ４）と
の混合ガスを長時間循環させた場合には循環系内の加熱
炉部材として用いられるアルミナ（Ａ／２０３）および
タングステアＣＷ）ＩＪなとの反応管、あるいは真空系
のガスケット村などが −らの脱メタン（ＣＨ４）ガ
スのために、該循環系内のガス濃度が平衡に到達しなく
なり、したがって、炭素ポテンシャルを制御することが
できなくなる。
更には標準物質（鉄と炭素との固溶体）の調製および水
素ガス入り石英アンプルの作成、あるいは標準物質と試
料を接触させない状態で加熱炉内に装荷するなど、非常
に煩雑で困難な操作が伴う。
素ガス入り石英アンプルの作成、あるいは標準物質と試
料を接触させない状態で加熱炉内に装荷するなど、非常
に煩雑で困難な操作が伴う。
本発明は、従来技術における上記の欠点や煩雑な操作を
除いた高精度で広範囲にわたる炭素ポテンシャルの制御
方法の提供を目的とする。すなわち本発明は水素（Ｈ３
）とメタ／ （ＣＨ４）などの混合ガス循環系内の加熱
炉に試料およびバッファ物質を個別に装荷して４００°
Ｃ〜２０００°Ｃの温度範囲で、それらの加熱炉を加熱
することにより試料と平衡する混合ガス循環系の炭素ポ
テンシャルを制御する方法であり、従来の炭素ポテンシ
ャルの制御方法にくらべて煩雑な操作を除いた高精度で
広範囲にわたる炭素ポテンシャルの制御方法である。
除いた高精度で広範囲にわたる炭素ポテンシャルの制御
方法の提供を目的とする。すなわち本発明は水素（Ｈ３
）とメタ／ （ＣＨ４）などの混合ガス循環系内の加熱
炉に試料およびバッファ物質を個別に装荷して４００°
Ｃ〜２０００°Ｃの温度範囲で、それらの加熱炉を加熱
することにより試料と平衡する混合ガス循環系の炭素ポ
テンシャルを制御する方法であり、従来の炭素ポテンシ
ャルの制御方法にくらべて煩雑な操作を除いた高精度で
広範囲にわたる炭素ポテンシャルの制御方法である。
以下に本発明に係る炭素ポテンシャルの制御方法の構成
な述へる。
な述へる。
水素（Ｈ２）とメタｙ （ＣＨ４）又は−酸化炭素（ｃ
ｏ）と二酸化炭素（Ｃ０２）との混合ガス（該混合ガス
の比ＰＣＨ４／Ｐ２Ｈ２又は Ｐ２ＣＱ／Ｐｃｏ２が１
０−１５〜ｌＯ６；ここでＰｘはＸ成分の分圧を示す。
ｏ）と二酸化炭素（Ｃ０２）との混合ガス（該混合ガス
の比ＰＣＨ４／Ｐ２Ｈ２又は Ｐ２ＣＱ／Ｐｃｏ２が１
０−１５〜ｌＯ６；ここでＰｘはＸ成分の分圧を示す。
）循環系（その循環流量は１分間に約１００薗３〜２０
００ａｎ”。）内の二つの加熱炉に試料（炭素を固溶し
た金属又は合金、あるいは非化学量論的炭化物など）お
よび試料に対して２倍以上の重量比からなる金属と炭化
物との混合物Ｍ−ＭＣ（Ｍは金属を示す；以下バッファ
物質と称す；その混合比は１対１である。）を個別に装
荷して４００°Ｃ〜２０００’Ｃの温度範囲で加熱を続
ける。この間に当該ガス循環系の該混合ガスとバッファ
物質とは以下の反応式により平衡に到達する。
００ａｎ”。）内の二つの加熱炉に試料（炭素を固溶し
た金属又は合金、あるいは非化学量論的炭化物など）お
よび試料に対して２倍以上の重量比からなる金属と炭化
物との混合物Ｍ−ＭＣ（Ｍは金属を示す；以下バッファ
物質と称す；その混合比は１対１である。）を個別に装
荷して４００°Ｃ〜２０００’Ｃの温度範囲で加熱を続
ける。この間に当該ガス循環系の該混合ガスとバッファ
物質とは以下の反応式により平衡に到達する。
水素（Ｈ２）とメタン（ＣＨ４）との混合ガスの場合。
Ｍ ＋ ＣＨ４４ＭＣ＋ ２Ｈ２・・・・・−（１）−
酸化炭素（Ｃｏ）と二酸化炭素（Ｃｏ２）との混合カス
の場合−Ｍ ＋ ２ＣＯ： ＭＣ＋Ｃｏ２・・・・・
・・・ （２）ここで、（１）および（２）式において
金属と炭化物との混合物Ｍ−ＭＣが共存する状態下では
、一定温度に加熱するとＰＣｌ４／Ｐ２Ｈ２の比、又は
Ｐ２ＣＯ／ＰＣＯ２の比が定まる。当該ガス循環系のガ
ス濃度が平衡に到達したことを確定する方法としては、
当該ガス循環系内の混合ガスを少量採取して、まず、循
環系に水素（Ｈ２）とメタン（ＣＨ，）との混合ガスを
用いた場合は、該混合ガス中のメタン（ＣＨ４）を、ま
た、−酸化炭素（ＣＯ）と二酸化炭素（Ｃｏ、）との混
合ガスの場合には、該混合ガス中の二酸化炭素（Ｃｏ、
）をそれぞれガスクロマトグラフ分析装置等により定量
する手段が採用された。炭素ポテンシャルの値は当該ガ
ス循環系のガス濃度が平衡に到達した状轢において定量
されたメタン（Ｃ）Ｉ、）又は二酸化炭素（ＣＯ２）ガ
スの濃度を次に示した（３）式に代入して計算した。
酸化炭素（Ｃｏ）と二酸化炭素（Ｃｏ２）との混合カス
の場合−Ｍ ＋ ２ＣＯ： ＭＣ＋Ｃｏ２・・・・・
・・・ （２）ここで、（１）および（２）式において
金属と炭化物との混合物Ｍ−ＭＣが共存する状態下では
、一定温度に加熱するとＰＣｌ４／Ｐ２Ｈ２の比、又は
Ｐ２ＣＯ／ＰＣＯ２の比が定まる。当該ガス循環系のガ
ス濃度が平衡に到達したことを確定する方法としては、
当該ガス循環系内の混合ガスを少量採取して、まず、循
環系に水素（Ｈ２）とメタン（ＣＨ，）との混合ガスを
用いた場合は、該混合ガス中のメタン（ＣＨ４）を、ま
た、−酸化炭素（ＣＯ）と二酸化炭素（Ｃｏ、）との混
合ガスの場合には、該混合ガス中の二酸化炭素（Ｃｏ、
）をそれぞれガスクロマトグラフ分析装置等により定量
する手段が採用された。炭素ポテンシャルの値は当該ガ
ス循環系のガス濃度が平衡に到達した状轢において定量
されたメタン（Ｃ）Ｉ、）又は二酸化炭素（ＣＯ２）ガ
スの濃度を次に示した（３）式に代入して計算した。
ここでは、水素（Ｈ２）とメタン（ＣＨ，）との混合ガ
ス系における炭素ポテンシャルを次式により定義するが
、−酸化炭素（ＣＯ）と二酸化炭素（ＣＯ２）との混合
ガス系についても同様の式を導くことができる。（ここ
では省略） ここで、△ＧＣは炭素ポテンシャル（Ｋ ｃａ／／ｍｏ
／ ） ’Ｒはガス定数（”ｅ／ｍａｔ ） ’ｒは絶
対温度（”Ｋ）；７ｎ は自然対数； αＣは炭素活量
；ΔＧ子（４）は次式で定義される。Ｃ＋２Ｈ２＝ＣＨ
４・・・・（４）△Ｇ 子（４） ＝ １６５２０
＋ １２．２５Ｔ１０ＩＩＴ １５．６２Ｔ ５ここで
、Ｔは絶対温度じＫ ） ； ｅｏｔｉは常用対数。
ス系における炭素ポテンシャルを次式により定義するが
、−酸化炭素（ＣＯ）と二酸化炭素（ＣＯ２）との混合
ガス系についても同様の式を導くことができる。（ここ
では省略） ここで、△ＧＣは炭素ポテンシャル（Ｋ ｃａ／／ｍｏ
／ ） ’Ｒはガス定数（”ｅ／ｍａｔ ） ’ｒは絶
対温度（”Ｋ）；７ｎ は自然対数； αＣは炭素活量
；ΔＧ子（４）は次式で定義される。Ｃ＋２Ｈ２＝ＣＨ
４・・・・（４）△Ｇ 子（４） ＝ １６５２０
＋ １２．２５Ｔ１０ＩＩＴ １５．６２Ｔ ５ここで
、Ｔは絶対温度じＫ ） ； ｅｏｔｉは常用対数。
当該ガス循環系のガス平衡に関しては特に、該ガス循環
系内の加熱炉にバッファ物質が装荷されていない状態で
加熱を続けた場合には、該ガス循環系のガス濃度が平衡
に到達しないが、バッファ物質が装荷され〜た状態で加
熱が続けられた場合においては該ガス循環系のガス平衡
は容易に得られる。
系内の加熱炉にバッファ物質が装荷されていない状態で
加熱を続けた場合には、該ガス循環系のガス濃度が平衡
に到達しないが、バッファ物質が装荷され〜た状態で加
熱が続けられた場合においては該ガス循環系のガス平衡
は容易に得られる。
この事実から、バッファ物質は当該ガス循環系の炭素ポ
テンシャルを制御する緩衝物質として効果があることが
明らかである。しかしながら、たとえ当該ガス循環系内
の加熱炉にバッファ物質が装荷された状態でも、循環系
に一酸化炭素（ＣＯ）と二酸化炭素（Ｃ０２）との混合
ガスを使用して、その加熱温度が約１０００℃以上にお
いては、特に、−酸化炭素（ＣＯ）ガスの分解による炭
素の析出が起るために、該ガス循環系のガス平衡が得ら
ｉｔなくなる。このため、当該ガス循環系に、これらの
混合ガスを使用して炭素ポテンシャルを制御する場合は
、加熱温度を１０００℃以下にして実施することが好ま
しい。本発明を、次の実施例によって更に詳しく説明す
る。
テンシャルを制御する緩衝物質として効果があることが
明らかである。しかしながら、たとえ当該ガス循環系内
の加熱炉にバッファ物質が装荷された状態でも、循環系
に一酸化炭素（ＣＯ）と二酸化炭素（Ｃ０２）との混合
ガスを使用して、その加熱温度が約１０００℃以上にお
いては、特に、−酸化炭素（ＣＯ）ガスの分解による炭
素の析出が起るために、該ガス循環系のガス平衡が得ら
ｉｔなくなる。このため、当該ガス循環系に、これらの
混合ガスを使用して炭素ポテンシャルを制御する場合は
、加熱温度を１０００℃以下にして実施することが好ま
しい。本発明を、次の実施例によって更に詳しく説明す
る。
実施例１〜７
各実施例において、使用した試料はオーステナイトステ
ンレス鋼管（ＳＵＳ３１６）を厚さ約５０μｍのターニ
ング（切削片）に旋盤加工したものである。該試料は洗
浄（アセトン→硝酸とフッ酸との混液→蒸溜水）してか
ら約１５０℃の温度で２時間乾燥したのち、約０．５１
をアルミナ（Ａ１２０３）製のルツボに装填した。また
、バッファ物質にはＭｏ（純度９９．７％）とＭＯ２Ｃ
（純度９９．８％）およびＳｉ（純度９９，５チ）と５
ｉＣ（純度９９．８％）との２種類の金属と炭化物との
粉末（粒度３２５メンシー以下）を使用し、それぞれの
金属と炭化物を原子比で１対１に混合したのち、約５ｔ
ｏ”７１ｍ２ の圧力で圧粉体とした。次に、これら
の圧粉体をそれぞれ約３０メツシユの粒度に粉砕しＭＯ
ＭＯ２Ｃおよび５ｉ−８ｉＣからなるバッファ物質とし
て調製された。これらのバッファ物質は、それぞれ約１
０５４をアルミナ製ルツボに装填した。
ンレス鋼管（ＳＵＳ３１６）を厚さ約５０μｍのターニ
ング（切削片）に旋盤加工したものである。該試料は洗
浄（アセトン→硝酸とフッ酸との混液→蒸溜水）してか
ら約１５０℃の温度で２時間乾燥したのち、約０．５１
をアルミナ（Ａ１２０３）製のルツボに装填した。また
、バッファ物質にはＭｏ（純度９９．７％）とＭＯ２Ｃ
（純度９９．８％）およびＳｉ（純度９９，５チ）と５
ｉＣ（純度９９．８％）との２種類の金属と炭化物との
粉末（粒度３２５メンシー以下）を使用し、それぞれの
金属と炭化物を原子比で１対１に混合したのち、約５ｔ
ｏ”７１ｍ２ の圧力で圧粉体とした。次に、これら
の圧粉体をそれぞれ約３０メツシユの粒度に粉砕しＭＯ
ＭＯ２Ｃおよび５ｉ−８ｉＣからなるバッファ物質とし
て調製された。これらのバッファ物質は、それぞれ約１
０５４をアルミナ製ルツボに装填した。
試料およびバッファ物質が装填された、これらのアルミ
ナ製ルツボは個別に、循環系内の二つの加熱炉に白金線
で吊して装荷したのち、循環系内をｌ Ｘ １０−２ｍ
ｍＨＩｉＪ以下に真空抜気し、該循環系内には、水素（
Ｈ２）とメタン（ＣＨ，）との混合ガス（純水素中に約
１０２ｐｐｍのメタン含有）を約１気圧充填した。つい
で、該充填ガスは、循環ボ／ブにより循環系内を１分間
に約８００−の流量で循環させ、この状態で試料および
バッファ物質が装荷されている加熱炉を加熱して、試料
の温度を１０００℃に保持し、バッファ物質の温度を８
００℃〜１０５０℃の温度範囲で５０℃毎に各温度で７
３〜９６時間加熱を続けた。これらの各温度で試料と平
衡する水素（Ｈ２）とメタン（ＣＨ４）との混合ガス循
環系内の該混合ガスを少量採取して、ガスクロマトグラ
フ分析装置で分析し、メタノ（ＣＨ４）の濃度を定量し
た。以上の操作により得られたメタン（ＣＨ，）の分析
値を所定の計算式に代入して求めた炭素ポテンシャルお
よび試料（ＳＵＳ ３１６）の炭素分析による炭素含有
量を第１表に示す。
ナ製ルツボは個別に、循環系内の二つの加熱炉に白金線
で吊して装荷したのち、循環系内をｌ Ｘ １０−２ｍ
ｍＨＩｉＪ以下に真空抜気し、該循環系内には、水素（
Ｈ２）とメタン（ＣＨ，）との混合ガス（純水素中に約
１０２ｐｐｍのメタン含有）を約１気圧充填した。つい
で、該充填ガスは、循環ボ／ブにより循環系内を１分間
に約８００−の流量で循環させ、この状態で試料および
バッファ物質が装荷されている加熱炉を加熱して、試料
の温度を１０００℃に保持し、バッファ物質の温度を８
００℃〜１０５０℃の温度範囲で５０℃毎に各温度で７
３〜９６時間加熱を続けた。これらの各温度で試料と平
衡する水素（Ｈ２）とメタン（ＣＨ４）との混合ガス循
環系内の該混合ガスを少量採取して、ガスクロマトグラ
フ分析装置で分析し、メタノ（ＣＨ４）の濃度を定量し
た。以上の操作により得られたメタン（ＣＨ，）の分析
値を所定の計算式に代入して求めた炭素ポテンシャルお
よび試料（ＳＵＳ ３１６）の炭素分析による炭素含有
量を第１表に示す。
筐１表に示す結果から明らかなように、炭素ポテンシャ
ルの値は、表中例７を除いて、実験値と計算値とを比較
すると最大で約０．４ Ｋ ｃａｌ／／ｒｎ６１の精度
で制御される。実験による結果では、試料の加熱温度を
１０００℃として、バッファ物質（ここではＭ ｏ −
Ｍｏ ２Ｃ）を８００℃〜１０５０℃の温度範囲で加熱
した場合の炭素ポテンシャルの値は約２ Ｋ ｅａ／’
／ｍｏｅの範囲内で制御される。また同じ温度範囲（８
００℃〜１０５０８Ｃ）で、バッファ物質の加熱温度を
約５０℃毎変えて加熱した場合の炭素ポテンシャルの値
は約０．５ Ｋ ｃｔｈｅ／ｍｏ１以内の精度で制御さ
れ、更に、バッファ物質の加熱温度を約１０℃毎変えて
加熱すれば、炭素ポテンシャルの直は約０．１ Ｋ ｃ
ａｌ／ｍｏｌの精度で制御し得る。
ルの値は、表中例７を除いて、実験値と計算値とを比較
すると最大で約０．４ Ｋ ｃａｌ／／ｒｎ６１の精度
で制御される。実験による結果では、試料の加熱温度を
１０００℃として、バッファ物質（ここではＭ ｏ −
Ｍｏ ２Ｃ）を８００℃〜１０５０℃の温度範囲で加熱
した場合の炭素ポテンシャルの値は約２ Ｋ ｅａ／’
／ｍｏｅの範囲内で制御される。また同じ温度範囲（８
００℃〜１０５０８Ｃ）で、バッファ物質の加熱温度を
約５０℃毎変えて加熱した場合の炭素ポテンシャルの値
は約０．５ Ｋ ｃｔｈｅ／ｍｏ１以内の精度で制御さ
れ、更に、バッファ物質の加熱温度を約１０℃毎変えて
加熱すれば、炭素ポテンシャルの直は約０．１ Ｋ ｃ
ａｌ／ｍｏｌの精度で制御し得る。
つぎに、第１表の例７に示すように、バッファ物質をシ
リコン金属とシリコ／炭化物との混合物（Ｓｉ＝ＳｉＣ
）とし、１０００℃で加熱した場合における炭素ポテン
シャルの値は、バッファ物質にＭＯＭＯ２Ｃを用いて同
じ加熱温度で加熱した場合の値と比較すると、約２ Ｋ
ｃｔｈｅ／ｍｏｌだけ高い値で制御される。また、バ
ッファ物質（ここでは５ｉ−８ｉＣ）を８００℃〜１０
５０℃の温度範囲で加熱した場合の各加熱温度における
炭素ポテンシャルの値は、バッファ物質にＭ ｏ −Ｍ
ｏ ２Ｃを用いて同じ温度範囲で加熱した場合の各加熱
温度における値とくらべて、約２ Ｋ ｃａｌ／ｍａｔ
だけ高い値で制御され得ることが判明した。
リコン金属とシリコ／炭化物との混合物（Ｓｉ＝ＳｉＣ
）とし、１０００℃で加熱した場合における炭素ポテン
シャルの値は、バッファ物質にＭＯＭＯ２Ｃを用いて同
じ加熱温度で加熱した場合の値と比較すると、約２ Ｋ
ｃｔｈｅ／ｍｏｌだけ高い値で制御される。また、バ
ッファ物質（ここでは５ｉ−８ｉＣ）を８００℃〜１０
５０℃の温度範囲で加熱した場合の各加熱温度における
炭素ポテンシャルの値は、バッファ物質にＭ ｏ −Ｍ
ｏ ２Ｃを用いて同じ温度範囲で加熱した場合の各加熱
温度における値とくらべて、約２ Ｋ ｃａｌ／ｍａｔ
だけ高い値で制御され得ることが判明した。
更に、バッファ物質にタングステン金属とタングステン
炭化物との混合物（Ｗ −ＷＣ）を用いて同じ温度範囲
（ｓｏｏ’ｃ〜１０５０’ｃ）で加熱すると、各加熱温
度における炭素ポテンシャルの値は、バッファ物質に５
ｉ−８ｉＣを用いた場合とくらべて約４ Ｋ ｃａ／／
ｉｎｏ／高い値で制御される。さらに、その上、バッフ
ァ物質にＷ−ＷＣを用いた場合に得られる炭素ポテンシ
ャルの値よりも高い炭炭化物との混合物を、また、バッ
ファ物質にＭ。
炭化物との混合物（Ｗ −ＷＣ）を用いて同じ温度範囲
（ｓｏｏ’ｃ〜１０５０’ｃ）で加熱すると、各加熱温
度における炭素ポテンシャルの値は、バッファ物質に５
ｉ−８ｉＣを用いた場合とくらべて約４ Ｋ ｃａ／／
ｉｎｏ／高い値で制御される。さらに、その上、バッフ
ァ物質にＷ−ＷＣを用いた場合に得られる炭素ポテンシ
ャルの値よりも高い炭炭化物との混合物を、また、バッ
ファ物質にＭ。
−Ｍｏ２Ｃを用いて得られる炭素ポテンシャルよりも低
い値の炭素ポテンシャルを制御するときは、Ｙ、Ｕ、Ｎ
ｂ、ｚト「よびＴｉ等の金属と炭化物との混合物を用い
て加熱操作することにより、広範囲にわたる任意の炭素
ポテンシャルを高精度で制御し得る。
い値の炭素ポテンシャルを制御するときは、Ｙ、Ｕ、Ｎ
ｂ、ｚト「よびＴｉ等の金属と炭化物との混合物を用い
て加熱操作することにより、広範囲にわたる任意の炭素
ポテンシャルを高精度で制御し得る。
第１表に示した結果からも明らかなように、実験に用い
た試料中の炭素含有量は、バッファ物質の加熱温度によ
って増減し、また、バッファ物質の種類を変えて加熱操
作することによっても変化し得る。この事実からもわか
るように、本発明によって、炭素ポテンシャルを高精度
および広範囲にわたって制御すれば、試料中の炭素含有
量は精度よく広範囲にわたり調節されることになる。
た試料中の炭素含有量は、バッファ物質の加熱温度によ
って増減し、また、バッファ物質の種類を変えて加熱操
作することによっても変化し得る。この事実からもわか
るように、本発明によって、炭素ポテンシャルを高精度
および広範囲にわたって制御すれば、試料中の炭素含有
量は精度よく広範囲にわたり調節されることになる。
更に、従来技術と比較して、本発明゛では、バッファ物
質および試料加熱炉の加熱温度を調節すれば容易に高精
度で広範囲の炭素ポテンシャルを制御できるという顕著
な効果がある。
質および試料加熱炉の加熱温度を調節すれば容易に高精
度で広範囲の炭素ポテンシャルを制御できるという顕著
な効果がある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ＋１１ 水素（Ｈ２）とメタン（ＣＨ，）又は−酸化
炭素（ｃｏ）と二酸化炭素（ＣＯ２）との混合ガス循環
系内の二つの加熱炉に試料および金属と炭化物との混合
物から成るバッファ物質を個別に装荷して、該加熱炉を
４００６Ｃ〜２０００℃の温度範囲で加熱することによ
り試料と平衡する混合ガス循環系の炭素ポテンシャルを
制御することを特徴と１−る炭素ポテンシャルの制御方
法。 （２） 混合ガスの比ＰＣＨ４／Ｐ２Ｈ２又（まｐ
２ ｃ冑／ＰＣＯ２が１０−１５〜１０６（ここでＰｘ
はＸ成分の分圧をＹ、Ｕ、Ｎｂ、ＺｒおよびＴｉから成
る群から選択される金属と該金属の炭化物との混合物で
ある特許請求の範囲第１項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57027699A JPS58144792A (ja) | 1982-02-23 | 1982-02-23 | 炭素ポテンシヤルの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57027699A JPS58144792A (ja) | 1982-02-23 | 1982-02-23 | 炭素ポテンシヤルの制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58144792A true JPS58144792A (ja) | 1983-08-29 |
| JPH034485B2 JPH034485B2 (ja) | 1991-01-23 |
Family
ID=12228223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57027699A Granted JPS58144792A (ja) | 1982-02-23 | 1982-02-23 | 炭素ポテンシヤルの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58144792A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5126394U (ja) * | 1974-08-16 | 1976-02-26 | ||
| JPS54132442A (en) * | 1978-03-21 | 1979-10-15 | Ipsen Ind Int Gmbh | Method and apparatus for controlling carbon level of mixture gas reacting in furnace chamber |
| JPS5713169A (en) * | 1980-06-24 | 1982-01-23 | Oriental Eng Kk | Method for controlling concentration of carbon in carburizing atmosphere |
-
1982
- 1982-02-23 JP JP57027699A patent/JPS58144792A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5126394U (ja) * | 1974-08-16 | 1976-02-26 | ||
| JPS54132442A (en) * | 1978-03-21 | 1979-10-15 | Ipsen Ind Int Gmbh | Method and apparatus for controlling carbon level of mixture gas reacting in furnace chamber |
| JPS5713169A (en) * | 1980-06-24 | 1982-01-23 | Oriental Eng Kk | Method for controlling concentration of carbon in carburizing atmosphere |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH034485B2 (ja) | 1991-01-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kulkarni | The thermodynamic studies of liquid copper alloys by electromotive force method: Part I. The Cu− O, Cu− Fe− O, and Cu− Fe systems | |
| Chapovaloff et al. | Kinetics and mechanism of reaction between water vapor, carbon monoxide and a chromia-forming nickel base alloy | |
| Nagarajan et al. | Oxygen potential studies on hypostoichiometric uranium-cerium mixed oxide | |
| JPS58144792A (ja) | 炭素ポテンシヤルの制御方法 | |
| Perron | THERMODYNAMICS OF NONSTOICHIOMETRIC URANIUM DIOXIDE. | |
| US3046090A (en) | Production of uranium monocarbide | |
| US3769189A (en) | Apparatus for carbon content analysis | |
| Smith et al. | Effects of Impurities on the Crystallographic Modifications of Calcium Metal | |
| Sherman et al. | Thermodynamic properties of sulphur in molten iron-sulphur alloys | |
| Rao et al. | Oxidation behaviour of U2N3 | |
| Fueki et al. | Determination of the self-diffusion coefficient of nickel atoms in nickel sulfide | |
| Holcombe et al. | Materials behavior in hydrogen-fluorine environments | |
| Olsen | Superpurity nickel melted under controlled atmospheres | |
| Noda et al. | Chemical Equilibrium of Impurity Gas Reaction in High-Temperature Helium for Maeerial Tests | |
| Grimmer et al. | Corrosion behaviour of Incology 800 and Nimonic 75 in prototype nuclear process helium and in wet helium under special flow conditions | |
| Besmann | Thermodynamic Measurements and Modeling of | |
| JPS6172630A (ja) | 磁性材料用酸化鉄粉の製造方法 | |
| Orman | The Effect of Certain Gases on the Rate of Oxidation of Uranium by Water Vapour | |
| Pitner | Fast Reactor Irradiation of Boron Carbide Powder | |
| Yamawaki et al. | Thermochemical studies of advanced nuclear fuels and materials | |
| Alfredson et al. | Investigation of batch-tray calcination-reduction of ammonium diuranate to uranium dioxide | |
| JP2970026B2 (ja) | 水素ガス製造法および水素同位体分析法 | |
| Hull et al. | Compatibility between vanadium-base alloys and flowing lithium: Partitioning of hydrogen at elevated temperatures | |
| Carroll | THE SYSTEM OF PuO $ sub 2$-ZrO $ sub 2$ | |
| Maruya | Oxygen in uranium carbide during carbothermic reduction processes |