レーザーを熱源とする炭素フリーのアルミニウム製錬法の開発

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(1)レーザーアブレーションによるアルミナロッドの還元：レーザーアブレーション後にアルミナロッド前面に生ずる酸素欠陥アルミナを再アブレーションすることにより、アルミの析出質量が初回アブレーションによるものに比べて約２倍となった。今後実験パラメータを最適化により更なる析出質量増加も期待できる。また、水素雰囲気中でレーザーアブレーションアルミナ還元を行ったところ、アブレーション領域の淵にできた２つの穴の付近に非常に高面積密度でアルミ粒が析出するという、これまでに世界で報告されかことのない現象が観測された。これは溶融状態のアルミナに水素が高速度で溶け込み、酸素欠陥度が高まったのち、酸素と反応して生じた水蒸気が泡となって排出される際に泡の周辺にアルミが取り残されるといった現象が想定される。溶融アルミナ中のアルミ原子の挙動が非常にダイナミックであることを示唆していると考えられる。(2)レーザーアブレーションによる粉体アルミナの還元：水素雰囲気中でアルミナ還元を行ったところアルミ析出量の増加は見られなかった。発生した水蒸気がアルミを再酸化している可能性がある。一方で、粉体の予加熱によりアブレーション後のアルミ酸素比が向上することが観測され、今後に対する期待が示された。(3)アルミニウム収量向上のための数値シミュレーション：アルミ回収板付着物の再アブレーションを繰り返すことで、アルミ酸素比が最大１０～１３に至る可能性が示された。