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[NRIMNews1964-10.pdf](https://mdr.nims.go.jp/filesets/a8727a34-c628-4717-833e-4f8f96481926/download)

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吉村 浩

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[材技研ニュース 1964 No.10](https://mdr.nims.go.jp/datasets/709ba73b-8b65-446d-9766-259e39989f93)

## Fulltext

材技研ニュース　1964　No.10七〇一．ゼEoo一一0EωE0．oo］100．o0＝あ○蜆oo．］o－Eo－ooo］10’0E0f000眈o〇一10－〇一眈○眈餉Eo．但≧里三…ω…Z－o○餉］○工←F▼金属材料技術研究所スパーク型質量分析器　最近エレクトロニクスや原子力工業の発展にともない半導体などの新しい電気材料や原子炉材料の研究がさかんにたり極徴量元素の不純物の存在が問題になってきて，ppm（10■6，！0’4％）からppb（10’9，！0■7％）の定量が要求されて来ている。しかし，従来の分析法による場合は種々の困難がともない第一大量の試料を必要とし，例えぱゾーソリファイニソグで高純度金属の精製を行いその行程中の不純物の定量は従来の方法ではほとんど不可能に近い。発光分光分析を用いるにしても最大の欠点は標準試料が得がたくその作成が非常に困難である。このような分野に最も適した分析法としてスパーク型質量分析器が，近年クローズアップされ当研究所にAEI（AssociatedE1ectrical　Industries　Ltd）のMS－7が設置された　本分析器はMattauch形で，イオソ源は高周波スパーク形を用いている。その概略は分析試料は2本の電極をつくりこの間に高周波，高電圧をかけてスパークさせこれによってイオソ化させる。この方法によるとイオソ化効率がほぽ均一であるため理想的に近い分析がおこなえる。イオソ源で生成されたイオソは加速されてエネルギー選択器に入りほぽそろったエネルギーのイオソ流となり，これが磁場に入り運動量による分散をうけ，方向および速度の二重収束の装置により，質量スペクトルを写真乾板の一直線上に結ぶようにする。このスペクトルの位置と黒化度からイオソの（A正】I，MS－7）軸α1存在量を知る。　測定質量範囲は最大7～240，最少1～36可変で検出限界は一般にO．O03ppm一部の元素はO・Oo03ppmである。放電パルス巾は25～200μ／sec，パルス周波数は10～30，o00c／secの範囲で変えることが出来る。　イオソ加遼電圧は10～20KVで2KV毎にかえることが川来安定度は±01005％，静電場電圧は±500～！，O00Vで安定度は±O．005％，磁場は2，O00～16，O00ガウスで10段階に変えることが出来安定度±0，O025％である。本装置は固体試料の外紛末試料も測定することができる。また非電導性の材料も黒鉛末と混合して整型するか，補助電極を使用することにより分析が可能である。イオソ検出に用いる乾板はIIford　Q2を使用し大きさは50mmx250mmでユ枚につぎ15同の露出が出来1回の露出で記録される範囲は，36：1である。1一含Cr，Ni鉄鉱石の撰択塩化ばい焼について　少量のCrおよびNiを含む，いわゆるラテライト鉱を禾11用しようとする試みは従来数多く行なわれているが，製鏑研究室でもこの鉱石よりNiを除去する帥勺で撰択塩化ぱい焼について2，3の実験を行ったのでその結果の概略を述べる。　この方法はFeおよびNiの塩索に対する親和力の差と夫々の塩化物の蒸気圧の差を利用してNiのみを分離するものである。NiC12の昇華温度は973oCとされているので1，000oCでのFeおよびNiの各酸化物から塩化物生成の自由エネルギー（∠G。）とC12および02の平衡組成を求めると　1／3Fe203（s）十c12＝2／3Fec13（g）十三／202　4Go＝十3680ca1／9．㎜oL　cI2C1295．o％025．o％　Nio（s）cI2饒N量c12（9）十1／202　∠Go＝一5580ca玉／9．moL　c12α210．4％，o2　89．6％　となる　すなわち，α2約10％の混合ガスを送り，1000℃でばい焼すれぱラテライト鉱申のNiは気化分離し，Feはそのまま酸化物で残ることになる。　2，3の鉱石についてボート実験による塩化烙焼の結果の一部を示すと図1の如くである。ニッ　　　　m　　；71±ニニ1ン1－1　　　　　　　　lタラ〈、邊聖、。。。。　君§　…∠圭三1響・　　1　…一・・一猟　　　　　　　　　　　　　　＾L一コ（娩〕£　　1　＝・ト・（晩〕　　　　　」　　　．　　　貝L－N　｛焼j芝　　　＝　　卵喧、Oコ十NiO11　4　　　　　　　　　　一・一⑰r一て自r・…一・櫛」　　　　　　　　　儲娩1時蝪　く分〕震11　ぱい焼時閥とNiおよびFeの気化率との閥係ヶル揮発率については一般にNi含有掻の少ない鉱石ほど脱ニッケル遼度が大きく，又各鉱石とも塩化前の熱処理によって可成り異なるようである。これは脱ニッケル遼度の律速困子が塩化の起る反応界両へのNiの移動速度と考えられる。一プヲFeの塩化は時間に此例して起っておりFeの塩化揮罪を促進させる困予としては鉱石とガス棚の親禾111力の養，又はガス速度であると、思われる。又Feの塩化は熱カ学的には起らない筈であるが，実際には槻当起っているのでこの点に関して更に検討する意味で試薬のFe・03と，Fe20葛をCO－C02混合ガスで遼元して作ったFeO，Fe30岨等を塩化賠焼した結果が図2である。それぞれ・叶（20さ㍉ol、1…　　　　　O≡・…一一・一・・一一一一・一・・・・…一j　一．一．・一＿一＿　　　　　　　30　　　　　6o’’’’　　　　r■■’　　　　　　　　　燃一晩1i舳（分〕　　　霧i2　ばい焼時間とFe気化率との関係塩化の傾向は禰当異っているが，何れにしてもFe酸化物が塩化されるということは，何らかの理11ヨでFe＋＋＋からFe斗斗になるようた反応が起りこのFe糾が塩化物になるものと考えられる。　以上結論として，0。十α2混合ガスによるラテライト鉱の塩化熔焼によって90％以上の脱ニヅケル率を得ることは容易であるが，岡時にFeの塩イヒ揮発も5～15％起ることになるo又，塩イヒ揮発速度を主に支配するのはNiでは鉱石中のNiの移動速度であり，Feの場倉はガスの親和力およびガス速度であると考えられる。又鉱石により，酸化賠焼の予備処理によってN1の塩化揮発を促進させると剛時にの塩化を或程度抑側することが出来る。この他，固体塩化物によるぱい焼も2，3検討してみたがFeの塩化は起らないが50％以上の脱ニッケルは困難であった。　現在は，更にFeの塩イヒ揮発を出来る限り抑えることを考慮し，流動ぼい焼炉（2kg／hr）による塩化ぼい焼を行いつつあるO一　2一llllllllllllll11・ll・減圧下における溶融鉄合金の蒸発速度と・llllllll・1・lll1葦嘉…l1lll・・ll・llllll・…l1l1llll；・るつほ材との反応の解明111・・ll㎜・W1l1l1lll・lllllll・・llllll1；　鍋材の材質を陶上するためにその精錬に際し，奥空溶解法又は真空鋳造法の利ハ司が非常に盛んになって来た。しかしその雄礎反応の解酬が必ずしも十分でなく，精錬法の改良のた8）には多くの知識が必要とされている。　製錬研究部製鋼研究塞では誘導真空溶解法におけるその基礎反応を解明しているが，減月三下における溶融Fe－N1，Fe－Co，Fe－Cr，Fe－W，Fe－Moについて次のような結果を得た。2種のAi20ヨと1Mg0るつぼを棚いFe－Ni（20％），Fe－Co（20％），Fe－Cr（20％），Fe－W（10％），Fe－Mo（10％）の各々を約600g溶解し，H沖で脱酸した後，！600oCで1×10一ヨmmKg～5×10■5mmHg，の真空中で8時間溶解した。　単位面漬当りの溶融二元鉄含金の蕪発速度一dm／砒はLangmu三丈の式から次のように導かれる。　　一一狐一ぺ蕊“1｛　　十ぺ瀞升～腕ル　　　・仙ここで〃，1〕。，γ，〃，は鉄および溶質原子（”θ）の原子最，純物質の蒸気圧，ラウール基準活畳係数，モル分率を表わす。一プゴるつぼ中の溶融合金の容籏をγ蒸発両積をS，含金の密度をρとすると単位雨積当りの合金刺こ含まれる鉄および〃θのg数刎は　　　　　γ　　　　　　　　γ　　晦＝丁ρル・肋＝丁ρ凡パ‘…（・）γは狭い濃度範囲では一定としてよいし，又オ時　　　　　　　　　　　　　　　　　　　占　　　．杉■＾■㍉㍉　＼、、＼．ヨ間後の斑撹（wつが初期重撮：（w。）とw二w；一μなる関係にあると仮定すると，ω，（2）から1・令一C1・箏　　一（・）が得られる。図1（乱）は爽験結果の王例を示すが（3）の関係のほぽ満足されていることを示している。　　　　　　　　　　o　　　　　　　　　　　　　　　　　　　o次にτ／肌芭γ舳P／・〆〃篶γ灼1〕・・α　　　　　　　　　　πo　　　　　　　　　　　　■池鶯一定と仮定するとα（2），ゐ（g）の鉄およびMθが，左時間後にそれぞれ釦（g），μ（g）蒸発した時に次の闘係が満足される。五＝王一（1一五）α　ゐ　　　　α　図1（b）は各合金についての関係を示し，（4）の関係の　石満足されているこ・≡　　　　　　　　㌔5とを示す。又αの姜値を理論的に計算葦・しても爽験で求め§たαに近いことが3解った。　　　　　2　図2はMgOるつぽを用いたとき　1の各含金の酸素増加遮度と時闘の闘　　　　　　　　1雲12係を示したもので…一（4．）が1　．1ヌマ1勺、、i。J　．、÷雫一一÷　r㌔月㌔・！　、　　　　　　　　　　筥　　　　　（州鮫繁増カi1速度とI跨閥の関係ある。酸素増加速度が純鉄よりも大きいのはNiだけであり，C0，Mo，Wは常に増加速度が純鉄　　　　　　　　　　　　　　　　　エム　　　／乱）　　　　　　　　　　　（b）1昭W舳／ぺ晩と108W／㎜oの1粥係および蕪発係数：αより小さかった。刈ちNiは純鉄よりもるつぽの分解を健進し，Co，W，M0はるつぽの分解を阻審する元素であることを示しているが，これは鉄含金とるつぽの“ヌレ”の大小，およびるつぽと溶融鉄合金の接触耐こ生成する化含物が起困すると考えられる。Cr合金はH2による遼ラ亡が一1一分出来なかったので含金中の酸素は常に減少したが，その酸素鐙、はα6。茗α＜1の徴域で合金申のCr競と平衡する値を示した。一3　一研究のあり方を求めて・・1l1l1聖！！！ll！皇・l1l1四1111！三1！！1！欧州の旅から（2）研究と技術の動向所長　　橘本宇一　23i三1にBremenを出発してAmsterdam・・一Londonを経てShakespearの生誕400年を祝っているStratford－up㎝一Avonに1泊し，40年近く11竜，訪ねた時の日］象を新たにした。マ1コニユの花盛りで■：ヨや赤い花がヰ1消に多く印象1／勺であった。2畑にはManchesterに！・1－1て，25臼に岡大学とAE玉とを影燗した。1詞大学では腐猟，榊．〔下の研究を視察する＝＝チ定であったが，金鰯材料を対称としていないため，地下水1機11iコで火薬を使禰した板金、の燦発成型を主として兇学した。板金にカ鶉艮罫線してその際の板金の変形機構の解明を仔っていた。併せて三．、叙法自勺なプフ法で変形を測定する深絞り性の測定，篭気白勺な方法による急速塑■1生変形の研究等，岡学の研究休勢は輿味深いものがあるo　A脳ではX－r纈y　Microanalyserと質鋭分析翻殿を児た。1派著は分解能，感度等はそれ一程よいとはいえないが，電子銃が上方に肉き一度にネ目当多くの試料がセットされるために標雄試料との比校に使利なこと等を特徴とし廉棚である。童た本装概には棚当一炎い経験をもっている。質鐙分析装f撒こ就ては例えぽMS5型のポソブ等排気機総の優秀なこと，童たその摺り合せ徽分等機械正舳二上の鰹秀さも感心させられた。　5月26日から脇6阿国際金埋翼表箇処理会議が1舳雀された竈発表は英，仏，独の同時’放送であり，寓・二1二製鉄から発表されたク1コマイジソグによるキャソスーパー等に興味をもたれ，活発な討論の応酬があったむただし，日本人学老，披術老がも少し外国譜会諦をマスターして会議に出て欲しいと，鯉、った〇四年後には西独で閉かれることに決定したo岡時に1粥催された兄本桁は表正首i処灘に1菊するものとして最も大ぎく，．目、つ内容も盤衡である，特箪されることは塗料と塗装方法が著しく遊’歩Iしつつあることで，わが国の進むべぎ表繭処殴の脇に一つの指針を示唆する処も多く，斑気泳酬こよる塗装等もその一・っであろう。　玉RSIDでは久し振りにP－Kozakevitch　o）桝究蜜で淳芋湯とスラッグとの反応機構，脇酸機構に関する研究等，爽櫛張力等を考’慮したソ連式とでもいうK6rber，Chip－man響とは異った研究蚊果を胴氏から1瑚き，当研に於ける研究状態と比較して感銘深かった。又CamecaのX－ray　MiCrOanaIySerが全く而1ヨを一新して改藩されているのに感心した。　M6si6reの1爾所支所での1キ燗二1’二業化研究も大分軌遭に乗り，約5年榊には企くの。爽験蜜日勺なものであったベレタイジソグに対するもの維も二［1薬化試験の段1瀞こ入り，榊こ洲記研究案のリッツ樽土箏のgroupもここに移り，狐礎から応j三胃への一ユ蝸㍑休綱が整いつつある感がおった。フラソスからルクサンブルクを経てLi6geに入り，1岡地ではCocke洲Ougr6e杜のArcos溶綾棒，漆楼機に依る原子夙裟1係の正工三力容総，熱交換総又は球形JT三ツ］容辮の内都に対する腰さ糸勺8mmの不誘鏑の1大1張｛∫1…榮の鰹’秀11生等に感心させられた。特にi魯動溶接童たはエレクト祥スラグ溶’接等が誠に巧に応」≡同されていることは一兇の佃旺彼があろう。VielleMOntagne杜ではヘゼレット迦鋳機を兇学したoこれは腰さ約25mm，1’1］1mの…1亘鉛連統；絡を鋳造するものであって鋳型になる釜1調帯にコ肩イ1“状撚鉛を溶媒と共にスブレイしている処を兇学した竈ペルギ㎞に次いでEindhovenでフイリッブス杜の研究所を訪ねたが荻礎から応月＝ヨに至≡る倣究ヰ幾構と猟究所がよく整備され，；数勾三伽こ訪ねた崎と令く而1ヨを一新していた。ここは電子，犯気関係の・会付であるだけに窪1動術1繍舳な矧1門の発腿の著しいものが婁〕り，従って研究者の鮒究を遂行する上からの使1盧1の多いことがしのぼれた。当地で搬も強い印象を受けたことは立派な1’［1科大学が錐設されていたことであって，オラソグの二工＝業’立湧に対するなみなみ杜らない努力の跡がしのぼれた。Rotter（1amを背景にしたデルフト大学Phi王ips杜を大きい対象にもつ当大学に就ては新た｝こ感銘を受けた。　ドイツの金繊材料1装1係に就ては度々述べているので此処では蝋にKrupP社のPlanetary　Mi1lとDamstatt二1二科大学附設材料試験所に就てのみ述べる。私が強熱間月三延に対して兼ねてから興味をもっていた関係でセソジミヤ遊星口｝ルに就ては’i沌報告に於ても述べたが，クルッブ杜のものは図3に示すよ5に漬淀した二つのパックロールの剛鰯を二列の遊歴淳一ルが廻るものであって，図2のようなセソジミヤー叉は大阿製鏑の場含とは趣を全く異にしている。すなわち無理なくしかも比較■1灼小さい　　　　　　　　（通巻第70号）繍集一兼発行人吉　村　浩印　　刷奥村印刷株式会杜　　　　　　　　東京都千代旧区酬11咽王の10　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　千　　　　　　　　　　1灘2　　　　　　　　　　i菜13　　　　力で熱1≡邊’1で素材を抑し込み得，ll．脈．」二った材料は全く平　　　　抑1’であって平榊こする岬一ルを必＝婆としない。二列であ　　　　る為に広rl’コの材料のI］三延に対しては閑魑を残しており．　　　　又ロールの奔倫に就ても1’昌脳なしとはしないが，熱■延カ　　　　法としては考濾：すべぎものと、1蟹、われる。Dam1Stattの材　　　　料試駒折ではヨ三としてProf－Th㎜，WinterのCreeP　　　　Testの場を児学した。梢粗雑では麦）るがMu陵iple型の　　　　クリーブ試験をむしろ搬蜘勺なクリーブ試験に」1肩いてお　　　　　り，雌一刎と含せると400以」二の試験片を1剛寺に取り扱　　　　　っていた。到製立ったことは定盃の爽験，リラクゼーショ　　　　　ソ’試験機を梱当数もって，何れも稼動状態；一こあったこ　　　　　と，その他超’涛波を月ヨいたキャピテーショソの・炎験又臓　　　　蝕液の条作を変えて腐蝕疲労の炎験箏を棚当徹底して行　　　　なっていたことであった。この他にもスイスの材料試　　　　験所（EMPA）及びF1scher未11の研究〕’折での研究，Li－　　　　chtenstein公国のBalzerの研究と披術等参考になる　　　　処が誠に多かったが紙耐11の1裟1係で幸1階をこの程度で欄雛　　　　することとづ一るo発行所　　科学技術庁金属材料技術研究所　　　　　　　　　　　東京榔1…1黒1茎中1ヨ黒2Tl…1300番地　　　　　　　　　　　　　　　　1ヨ黒（712）3181（代表）一4　一