多孔質隔壁法による耐熱金属の新電解製造法

本研究の目的は弗化物溶融塩にTiO_2を溶解させて金属チタンを得る直接電解法の基礎研究である。金属チタンを電解によって製造することはかなり困難であり、特に酸化物を原料とする方法は炭素質電極によって酸化物イオンをCO_2として除去しようとするものであるが、金属チタン中の酸素濃度が高くなる欠点があり、これを隔壁を用いて回避しようとすることを企画した。方法としては、TiO_2を溶解さ溶解させるために弗化物溶融塩を用いた。弗化物中でのチタンイオンは2,3および4価の価数をとるために極めて複雑な挙動をとる。実験条件は、黒鉛るつぼに電解浴を入れ、タングステンを作用極とし、黒鉛を対極としてアルゴン雰囲気下で電気化学測定を行った。電解浴としては、900℃においてKF-K_2TiF_6系を選んだが、この電解浴からはチタンの析出は確認されなかった。一方、600℃において、LiF-KF-K_2TiF_6系およびLiF-KF-TiF_3系を対象として電気化学測定を行った。電解におけるチタン源としてはK_2TiF_6やTiO_2をのような4価の化合物であるが、さらにTiF_3を用いたのは、4価のチタンイオン,Ti(IV)のみでは電極挙動が非常に複雑で、挙動の解明が困難だったため、3価のイオン,Ti(III)との比較検討を行うことが有効と考えたためである。その結果、Ti(IV)はかなり貴な電位においてもTi(III)に還元され、チタンの析出はTi(IV)からの還元と、Ti(III)からの還元の二つのルートが存在することを見いだした。これより、Ti(IV)のTi(III)にへの還元とTi(III)から金属チタンへの還元過程を空間的に分離して行うことが必要であるとの結論を得た。

本研究の目的は弗化物溶融塩にTiO_2を溶解させて金属チタンを得る直接電解法の基礎研究である。金属チタンを電解によって製造することはかなり困難であり、特に酸化物を原料とする方法は炭素質電極によって酸化物イオンをCO_2として除去しようとするものであるが、金属チタン中の酸素濃度が高くなる欠点があり、これを隔壁を用いて回避しようとすることを企画した。方法としては、TiO_2を溶解さ溶解させるために弗化物溶融塩を用いた。弗化物中でのチタンイオンは2,3および4価の価数をとるために極めて複雑な挙動をとる。実験条件は、黒鉛るつぼに電解浴を入れ、タングステンを作用極とし、黒鉛を対極としてアルゴン雰囲気下で電気化学測定を行った。電解浴としては、900℃においてKF-K_2TiF_6系を選んだが、この電解浴からはチタンの析出は確認されなかった。一方、600℃において、LiF-KF-K_2TiF_6系およびLiF-KF-TiF_3系を対象として電気化学測定を行った。電解におけるチタン源としてはK_2TiF_6やTiO_2をのような4価の化合物であるが、さらにTiF_3を用いたのは、4価のチタンイオン,Ti(IV)のみでは電極挙動が非常に複雑で、挙動の解明が困難だったため、3価のイオン,Ti(III)との比較検討を行うことが有効と考えたためである。その結果、Ti(IV)はかなり貴な電位においてもTi(III)に還元され、チタンの析出はTi(IV)からの還元と、Ti(III)からの還元の二つのルートが存在することを見いだした。これより、Ti(IV)のTi(III)にへの還元とTi(III)から金属チタンへの還元過程を空間的に分離して行うことが必要であるとの結論を得た。