Production process of Al-Mg-Sc master alloy for microalloying

微合金化用Al-Mg-Sc中间合金的生产工艺

• 批准号: 21H01678
• 负责人: 竹田 修
• 金额: $ 10.98万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01678/
• 关键词: マイクロアロイング; スカンジウム; 母合金; 熱還元; アルミニウム合金

本研究では，アルミニウム（Al）-マグネシウム（Mg）-スカンジウム（Sc）母合金の効率的な製造を目指して，ScCl3のMg熱還元法を開発する。ScはAl合金の特性を飛躍的に向上させるが，商業的に利用可能な濃縮された鉱床が存在せず，資源供給がほとんどなかった。しかし，近年，ニッケル（Ni）製錬の技術革新によってSc2O3が副産物として大量に供給可能となり，Scの資源供給ポテンシャルが急増した。このSc2O3を原料として，Al母合金の大量生産・高速度製造に適したMg熱還元法を開発する。Al-Mg-Sc合金を低コストで供給することで輸送機器の劇的な軽量化に寄与し，CO2発生の大幅な低減に資する。令和4年度は、合金系の熱力学的性質（相平衡）の研究を実施した。具体的には、実験報告が存在しないAl-Mg-Sc三元系の1000℃における相平衡について、令和3年度に検討した組成域を拡張して探査した。まず，化学平衡法を用いて，Alリッチ側におけるAl-Mg-Sc系の等温相平衡（1000 ℃）を探査した。特に注目したのは、この系で重要な金属間化合物であるAl3ScとAl-Mg-Sc液相を含む平衡である。このAl-Mg-Sc液相中のSc平衡濃度が母合金中のSc許容濃度を決める。MgとScのモル比、1:1および3:1の組成の相平衡を系統的に調査した。その結果、液相中のSc濃度は予想よりもかなり低かった。これは、Mg源として純Mgを装入したため、十分な量の液相が形成されなかったためであると推察された。精密決定のために、今後、Al-Mg母合金を装入する。また、Scイオンを含有する溶融塩をAl-Mg合金で還元する実験、および、ScイオンとAlイオンを含有する溶融塩をMgで還元する実験を行い、後者において、Al-Mg-Sc合金が生成した。

This study で は, ア ル ミ ニ ウ ム (Al) - マ グ ネ シ ウ ム (Mg) - ス カ ン ジ ウ ム (Sc) master alloy の sharper rate な manufacturing を refers し て, ScCl3 の heat Mg also element method を 発 す る. Sc は の characteristics of Al alloy に を jump up さ せ る が, commercial に use may な enrichment さ れ た 鉱 bed が exist せ ず, resource supply が ほ と ん ど な か っ た. し か し, in recent years, ニ ッ ケ ル (Ni) system 錬 の technical innovation に よ っ て Sc2O3 が by-products と し て large に supply may と な り, Sc の supply ポ テ ン シ ャ ル が urgent raised し た. <s:1> を Sc2O3を raw material と て て, large-scale production of Al master alloy <s:1>, high-speed manufacturing に suitable for <s:1> たMg thermal reduction method を development する. Al - Mg - Sc alloy を low コ ス ト supply で す る こ と で conveying machine の play な 軽 quantitative に send し, CO2 発 raw の な sharply lower reduction に endowment す る. In the 4th year of the Reiwa era, the を research on the thermodynamic properties of alloy systems (phase equilibrium) を was implemented. Specific に は, be 験 report が し な い Al - Mg - 1000 ℃ Sc の ternary に お け る phase equilibrium に つ い て, make and 3 year に beg し 検 た of domain を company, zhang し て probe し た. を ま ず, chemical equilibrium method with い て, Al リ ッ チ side に お け る Al - Mg - Sc is の isothermal phase equilibrium (1000 ℃) を probe し た. Special に attention し た の は, こ の is important な で intermetallic compound で あ る Al3Sc と Al - Mg - Sc liquid を containing む balance で あ る. The equilibrium concentration of <s:1> Sc in the liquid phase of <s:1> Al-Mg-Sc が the allowable concentration of <s:1> Sc in the master alloy を determines める. A に investigation of the <s:1> phase equilibrium を system composed of Mgと, Sc, モ and モ in a ratio of 1:1および to 3:1. The そ そ result shows that the concentration of <s:1> Sc in the liquid phase is lower than that in the よ よ そ よ った な な な よ った った った った った った った よ よ った な な よ った った った った. こ れ は, Mg source と し て pure Mg を loading し た た め, very な の liquid が form さ れ な か っ た た め で あ る と push examine さ れ た. It is precisely decided that ために, in the future, the Al-Mg master alloy を will be loaded into する. ま た, Sc イ オ ン を contains す る melt salt を Al - Mg alloy で also yuan す る be 験, お よ び, Sc イ オ ン と Al イ オ ン を contains す る melt salt を Mg で also yuan す る be 験 を い, the latter に お い て, Al - Mg - Sc alloy が し た.

项目成果

YOClのカーボクロリネーションによるYCl3の合成

YOCl碳氯化合成YCl3

• 发表时间: 2021
• 作者: 竹田修;星政義;Lu Xin;;朱鴻民
• 通讯作者: 朱鴻民

“Chapter 15 Resource and production technologies for scandium”, Routledge Handbook of the Extractive Industries and Sustainable Development

“第 15 章钪的资源和生产技术”，《劳特利奇采掘业和可持续发展手册》

• 发表时间: 2022
• 作者: Osamu Takeda;Toru H. Okabe
• 通讯作者: Toru H. Okabe

Recent Trend on the Studies of Recycling Technologies of Rare Earth Metals

稀土金属回收技术研究最新动态

• DOI: 10.1007/978-3-030-92563-5_27
• 发表时间: 2022
• 期刊: Proceedings of REWAS 2022: Developing Tomorrow’s Technical Cycles
• 作者: Takeda Osamu;Lu Xin;Zhu Hongmin
• 通讯作者: Zhu Hongmin

Current Status on Resource and Production Technologies of Scandium

钪资源及生产技术现状

• DOI: 10.2473/journalofmmij.137.36
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of MMIJ
• 作者: TAKEDA Osamu;OKABE Toru H.
• 通讯作者: OKABE Toru H.

Solubilities of RE2O3 in REF3-LiF (RE = Nd, Dy) at 1473 K

1473 K 时 RE2O3 在 REF3-LiF (RE = Nd, Dy) 中的溶解度

• DOI: 10.1007/s40831-022-00617-6
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Sustainable Metallurgy
• 影响因子: 2.4
• 作者: Takeda Osamu;Nakano Kiyotaka;Kobayashi Fumiyoshi;Lu Xin;Sato Yuzuru;Zhu Hogmin
• 通讯作者: Zhu Hogmin