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[NRIMNews1967-01.pdf](https://mdr.nims.go.jp/filesets/cf517414-7515-4497-a7df-72ed59aa90f0/download)

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吉村 浩

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[材技研ニュース 1967 No.1](https://mdr.nims.go.jp/datasets/b57d5ad4-4f87-44ab-b24a-f94a053b9fa1)

## Fulltext

七〇一．出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▼年頭の御挨拶　　　　　　　　所長理博橋本宇一　謹んで新年の賀詞を申し述べます。昨年は本研にとり誠に意義ある年で第一次計画も人員を除いては略完成に近づき，材料試験部の計画も着々実施に移されるとともに，昭和41年7月1日には本研創立十周年の式典をもつことができた。　その際に欧米から一流の科学者，技術者を迎え，国内各界代表者と共に立派な講演をしていただいたことは，わが国材料界のために意義ある一頁を画したことと思う。また所員としても58の代表的研究発表を致したことは漸く地についての研究ができる様になったことを意味するものであって所長としては誠に喜ぽしい。　この様にしてわれわれは，昭和42年を迎えたが，材料界にも丁度約10年前にL　D上吹転炉の発明と技術導入等があり，わが国鉄鋼生産の画期的伸長に大きい役割を果した様に，来るべき十年の問には，新しい材料と共に新しい生産方式の発展する公算が大きい。英，仏，ソ，米，日等が実施している直接製鋼の間題等はその一例であって従来の方法の改善，又は自動化等と共に考慮を払うべき問題の解決をはかって，出来るだけ早く軌道に乗せる必要がある。この様な将来の発展を考えたものと共に学術振興会で採り上げている本研として’1務力しなけれぼならたい基本的な間題も多い。こうした協力の積み上げこそわが国材料界の進展に大きい果実をもたらす基となると考えるものであり，それらの研究にも大いに協力して行きたいo　研究の進歩に伴って本研で，研究発表と特許申請等の増加することは喜ぼしいことで，十年の問に固めた地歩を，次の十年にはより発展的な研究に実を結ぶことを期待して基礎研究と応用研究との緊密た速繋にしっかりふまえた合目的研究を実施して行きたいと考えており，画期的な発展を遂げようとしている本研の研究を世界の場で一層気をはく状態にもって行きたい。　特に述べたいことは昨年発足Lた材料試験部はl1研1］42年度11一にクリープ試験機が700台を越す予定であり，依頼試験とデータシートのf乍製も本格的となってくるであろう。要は，これが有効適切に，しかも定常的に使用されなけれぼ意味がないことであって，一般の各位には本研の現状を御理解願い，本研を一層御活用願いたいと考える。　一方基礎的設備とLても50万ボルトの電子顕微鏡等が研究の推進に大いに役立つ道具となると共にヘゼレット連続鋳造機，プラネクタリーミルの様なものが連続製鋼と一貫して大きいプロジエクトリサーチとして脚光をあびようとしている。新しい十年計画の踏み出しの年を迎えるに当り一般の御理解と御後援を願って新年の御挨拶とする。1鋳包み加工被覆したWのクリープ・ラプチャー強さについて　Moを空気1＋塙瀦高圧力下で使月ヨするために，各種の耐熱含金で鋳包む場合の条件とその馴帥口二［1試料の諾性質についてはすでに述べた（材技研ニュース，1964，No．5～9）そこで耐熱合金研究室では被覆合金としてこれ迄に好結果の得られたNi基のN1柵onic　gO含金とCo基のS－8王6含金とを用い，芯材を市販純W棒とした場含の試料についてそのクリープ・ラプチャー強さを検討してみた。　鋳包みの方法はMoの場倫と同様に行ったがWはMoよりかなり融、叙が高いために鋳込滞度を100℃高くし1，600oCで行った。高瀞加工滞度はMo鋳包みの場含と同様1，至50oCとし，1バス当りの落しをMoの場合の半分にして6バスで鋳包み試料に加工度36％を与えた。写糞1（臨），（b）はS－816でWを鋳包んだ試料の鋳造状態と加工状態の（畠）鋳包み状態　W拡赦煽被測爵毫餐糞融着郁附近の断而顕徴鏡組織であり，図1はその硬度分布をマイクロ・ヴイッカースで測定した絡果である。Moを鋳　　　　目　ヨ　　　　顯　fくb）力11〕〔狐態　写東1　S－816含金で鋳包みカ1］工被徴した　W料言式の繊断而の顕徴鏡組織（x50）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　図2包んだ場合と異なるのはWの硬度が非常に高く，Wと被覆合金との閲に形成された拡散層の硬度のピークがみられないことである。つぎ靱二洲詐…oo ，・一一．㌔　　d1一’11● H鉗遣刊ll トー“」」ll1二1・｛柵o 　　　　　　1，W岳1；州11’l1山へoo ■1 叱o 一、；二1±メニニ’I 一o300 W部分㈱洲仙■■1加皿1司。　　1　　皇 ヨ 4 5 6 一W邦俳の巾一；一、か＾休咄・㌔帥官1i盤＾｝■　　　　　　　　　　　　　　　　　7　　　W部分州1L加・外蝸㌔州1！艦／・副一関1　S－816合金でWを鋳包んだ携含とそれを加　二［二で処理した場含の試料検1断獅の硬度分布　　に加］二試料から製作したクリーブ・ラプチャー試　　験片を大気巾1，000oCおよび至，050oCで試験した　　結果を図2に示す。1，000oCの強さはNimonic　　90あるいはS－816で鋳包んだ場合も殆んど変らな　　いが！，050oCではNimonic　gOで鋳包んだ場禽の　　方が強いoまた図111二1x印のデータはNimonic90　　でMoを鋳包んだ試料のものであるが，芯材を　　MoからWに変えることによりかなりクリープ・　　ラブチャー強さが改喜されたことがわかる。図3　　は1，000oC－5kg／lml12で大気1ヰ12，680hr耐えた　　試料横断而の硬度分布で，クリープ・ラブチャー　　試験前にくらべてかなり低下していることが匁1ら　　れる。　　　ところで被覆禽金素材の1，000oC以．Lのクリー　　プ・ラブチャー・ライフは鋳包み加工試料のライ　　フにくらべると無視出来る程小さい（例えぽ1，000　　oC－5kg／mm2で！hr程度）．したがってクリープ　　’ラブチャー試験において試験片にかかる荷重は　　すべて試料断蘭内のW郁分にかかるものと考える　　と，この場合の鋳包みカ旺試料のクリーブ・ラプ　　チャー強さは真空中の純W試料についての試験綜　　　果と大養ない値を示すことが知られた。この嶺＝　　実は耐熱合金によるWの鋳包み法が，Moの場禽　　と同様にWを高撤空気中の酸化から完全に防止で　　きるものであることを示している。　　　　　　　　　　　H’…＾■’帥一“一1．OOOt＝　　　　　　10　　　　　　　　　　　　　　　　：OO　　　　　　　　　　　　　　　1OO0　　20　03　00　　　　　　　破断1時1制　（hr）　鮒熱舎金で鋳包み加〕二被覆したWの大気・1・1，000．Cと／，050．Cでのクリープ　ラプチャー強さ500 o蟄‘・、・・一一一霞べ1仙o｛も　　　　H餓撒一、し二二二二∴●芋山’茗oo W離分o“｝ト別o叫1 1 茗 4 5 6 1心 ．W純分の■11．亡、から外洲への距離±冊m〕W締分の■11Lカh外珊への齪離1冊m」図3　S－816合金で鋳包み加工被覆したWのク　　リープ・ラプチャー試験（大気中1，050．C　－5k敦／腕批里で2，680hr）前後の試料樹断而の　腿度分布の上ヒ校二酸化ゲルマニ　金属ゲルマニウムは，三1匝鉛鉱やスクラッブより酸溶拙1」llしたGeα1を加水分解してGe（OH）1となし，これをか焼してGe02にかえ，鍛後にこの酸化物を水素で遼元する方法により作られる。ところで，連度論的な取扱いについては，試料の製法の梱逮，熱り腱，粒度の逮い，あるいは不純物の影響などに山来する構造敏感性のために複雑な閃子が交錯し，充分には体系化されておらず，Ge02の水素遠元についても従来の報告は平衡論ないしは熱化学約なものが多い。そこで，乾式製錬研究室では熱天秤装擬を月司いて前者の立場一から恭二r＝の検討を行なったo　GeO。試料は市販の半導体原料級GeO。の徴粉末（六方紬形，325メッシコニunder）を600oCで3時閥，加熱処理して用いたoまた，測定はガス流最などによる」動力学的影響のできるだけ少ない条件を選んで行った。　遼元開始渦度は，450．Cで，遺元瀞度が550oC以上にたると化学鐙論比から計算される減最をわづかに上同る減鐙を示し，試料皿1除よび反応管空冷榔にGeの沈潜が認められた。また，かかる淑度頒域におけるGeの燕気圧，Ge02の解り圧が非常に小さい磯＝，また水素化物の生成しにくい楽を考えれぼ，商概になるに従い揮発性低級酸化物の生成が容錫になり，系外での遼元や分解がおこったものと推定される。かかる低級酸化物は固棉では存’荏し難いが，気相についてはGe02の飽和蕪気1ニト1に（GeO）珊n＝1，2，3の存在することが，Seminov，Davydo▽らにより質量分析で確認されている。従ってGe02の遠元反応式としては，次の4つが考えられるo　　Ge02（sl）十2H2（9）≠Ge（s）十2H20（9）　／！）　　Ge02（s）十　H2（9）≠GeO（9）十H20（9）　／2）　　GeO（9）十　H2（9）之Ge（s）十H20（9）　　／3）　　Ge02（s）十　Ge（s）≠2GeO（g）　　　　　（4）反応（4）は固相反応で緩漫であるとみなされるから550叩以1ドでは主として反応／1）で起り，550．C以上では反応（1〕の他に（2×3）が並発して起るものと推定される。　次に450o～600．Cの’種々なる撮度での遠元曲線を検討した。濫元鵡線はsigmOid型を示し，CuOウムの水素還元やNiOの場禽と1爾様に腔1融型の反応であった。誘導期は商瀞になるに従い短締されるが，試料の前処理の逮いや水素分圧の逮いによっても著るしく異なり，またt3またはt4則（t：遺刑寺閥）の適応性は認められなかった。遼元率が30～75％の主反応期については，界醐反応雑速である場禽の総探遮度式（5）が成立した。図1にPogK’と1／Tの鯛係　　　　　　　　　　　K　　｛！＿（ユ＿R）刈＝＿＿＿t＝K’t　　　㈲　　　　　　　　　　　プo∂o　ro酸化物粒子の粒径。do1司密度，R遼元率を示した。GeOの影響が無視されうる450。～550oCでの活性化エネルギーEλは王8．3kcaVmo1であった。重た，反応後螂ではYanderの拡敵律速の式が一応あてはまるが，活性化エネルギーは主反応期と大差たいものであった。　主反応期の反応速度は近似的に水素分圧の一次に比例し，広義の化学反応律逃である。そこで，Eyr呈ngの方法に従えぼ次の不均一反応速度式が成立する。　V＝Cs処．＿＿　　　P〃・虻、＿、＿e　　　　　σ＊　　　（8π2I〃2kT）（2π王丁ユ∬2k’r）％　　　＿Eo／RT　　　　　　　　　　　　　　（6）　C8反応界而に於げる単位而稜あたりのO＝の　数，σ〃，σ＊水素分子および活性錯合体の対称数　P〃2水索圧m・エ2，I〃2水素1分子あたりの質量　　　　　　　　　　　　　　　5　および慣性能率Eo＝E五十＿ザR　BET法による表蘭稜の測定を行い，球状粒子を仮定して求めた単位Cn12あたりの比速度と，上式による計算傭を比鮫したところ，良好な緒果をみた。　　　　　　　600　　　　　550　　　　　　500　　　　　450て：　　　　一1，O一王．5昌』、2．o一2．5　　1．1　　　　　工．2　　　　　　I．3　　　　　　1，4　　　　　　　　　　　　1／T×1O，　　　　関　Arrhenius　p1ot高速中性子放射化分析による還元率の測定　鉄鉱石の遠元率は突験室的には熱天秤を用いて遼元過程の重量減を測定したり，発生水蒸気を捕炎してその重量を測定することに一より容易に求められるが大量に勉理した試料あるいは棚土1試料の遠父率は逓常全鉄，FeO，金属鉄の化学分析値から，あるいは試料を加熱再酸化させてその重量増から求めなけれぼならない。これらはいずれもかたり長時間を要し，あるいは複雑な処理を必要とするため連続遠元操業の管理分析たどには不適当であった。　製鉄研究室と化学第3研究室は迅遮分析法として能率のよい高速中性子放射化分析法を応用し，鉄鉱石の遠元率の測定を行うことを検討した。　実験に周いた；辛性子発生装擬は馴こ材技研ニュースに紹介された東芝NT－200型で，測定装置はTMC－40在型趨多重波高分析器である。測定条件は照射時問約30秒，狽1淀時問30秒でdiscrimina－torを周いて垂MeV以上のγ線を計測した。　酸索の放射化によって生ずる王6Nの圭要なγ線は6．13MeVであり，5．11および5．62MeVにpairpeakを示す。鉄鉱石還元試料の酸素分析において間題となる共存元素はFe，Si，A王などであるがいずれも放射化によって低エネルギーのγ線を発生する。図1に酸素標準試料とインド産赤鉄鉱の放射化試料の波高スベクトルを示したが，これ「　　　　　　■」“〕　：≡o．脱MEv一。〃＾1｛1．冊M v「　；“ ヨπP舶セパ ．］1MoV布・い．硯M｛V’．榊．　’’．岬畜へ、1冊1i舳 壬m“1岨：堀左 、 N岬ir岬㌔ 榊μ㌔止㌧．、｛○岬耶ns 。“肝一 “…　　　　　　　　一。‘　　・．ぺ｛‘＿二＿ 一・㌧から明かなように4MeV以、1二をとれぽ11埴者のスペクトルは殆ど一致する。更にdiSCriminatOrの準位を変えて崩壌舳線をとってみると，例えぽ不純物の多い砂鉄の場1合でも図2に示すように3～4MeV以上では酸繁の崩蜘甜1線と一致する。以上から4MeV以上のγ線を計数することにより共存元素の影響を除き得ることがわかる。　試薬酸化第2鉄およびイソド産赤鉄鉱を水索遺元した試料の酸素／全鉄を放助化分析および化学分析によって求めて此較しみると図3のようになる。試薬酸化第2鉄遼元試料に一ついては㈹者はかなり良い一致を示して居り，イソド鉱石についてはSi02，A1203などの脈石類の酸素／全鉄がこの場合一定と考えられるから，この傭3．3ユ％を加えて比例丁組線を引くと実験値はほぽこの直線上にのる。同様に遠元砂鉄試料についてもSi02，A120ヨ，Ti02などの酸索／全鉄工12．9％を考慮すると両者はかなり良い対応をみせた。　以L1二，放射化分析では測定値が全酸素であることから鉄以外の酸化物を多く含む場合はその取扱いに注意を要するが純度の高い酸化鉄の比較的高遠元率における測定値は精度が高く，測定操作の迅速さと棉まって十分な実用性があることがわかった。　　　　　　40　　　　　　　　S岬1喧＝P’曲舳1■・1’岬コ吋1o＝］o≡1〇一lo＝　　　　1！〕㎞・・1舳｝　　1　　川11・1．．」．■「…■　　†　㌔l　　1：災＼　．、　≡　　1　　　一一｝　　　　　　　　一一一　　　一一■＼ヘツ・　　iぐ㌔㌧　　　　　j二辛几キー・1、孔加v’　　［菜μ　酸素櫟準およびイノド産淋鉄　図2　　　　鉱試料の波高スベクトル　　　　　　　（通巻繍集兼発行人吉　　村　　　　浩目〕　　刷奥村印刷株式会杜　　　　　　災京都千代1T1i灯正榊11日1の10　　　r冊即t　Fりo」≡　　　1．d≡㎜i岬㎜廿i；‘。ヨo■o　　　　　　■1・．｛空o　　　　　　　■．o　　　　　・／　oθ　　　　　10　　　　　　20　　　　　／ヒザ＝分排によるOノー’・F芒1％一■■‘∴■■呈0　　　　40　　　　壱o　　　　’畠o　l1与咄1S｛［．」　放射化した砂銑武料の揃j壊1111線　　　　　　　　　図3　放射化分析および化学分　　　　　　　　　　　　析によるo／T・Feの比較発行所科学技術庁金属材料技術研究所　　　　　　　　　東京都目黒1又中目黒2T1彗300覆地　　　　　　　　　　　電認目黒（7！2）3王81（代炎）