Identification of explosive substances in titanium-copper-nitric acid-hydrochloric acid coexistence systems and establishment of safe handling procedure to prevent explosions

钛-铜-硝酸-盐酸共存体系中爆炸性物质的识别及建立防止爆炸的安全处理程序

• 批准号: 22K04631
• 负责人: 佐藤 嘉彦
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: National Institute of Occupational Safety and Health,Japan
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04631/
• 关键词: 爆発災害防止; 発熱挙動; 硝酸－塩酸水溶液; チタン; ニッケル; 銅; 金属薄膜剥離工程; チタン－銅－硝酸－塩酸共存系; 安全取扱条件

近年，チタンと硝酸を共存して取り扱う薄膜剥離工程における爆発事故が発生している．電子産業の発展に伴い，薄膜剥離工程の作業量が増加していく中，同様の事故が今後頻発する恐れが高いため，爆発原因の解明を行い，硝酸環境下におけるチタンの爆発危険性の詳細及びその安全な取扱方法を明らかにすることが，同種の爆発災害防止には必要不可欠である．本研究では，爆発的現象の原因を明らかにし，安全な取り扱い条件を確立することを目的とする．まずチタン－銅－硝酸－塩酸を共存させた試料について熱分析や小型反応熱量計による熱量測定を行い，急激な発熱を確認することで，爆発的な反応の有無を確認する．その後，液相及び生成すれば固相の化学分析を行い，爆発的な反応の起因となっている物質の同定を行う．さらに，チタン，銅，硝酸，塩酸の組成比を変化させて爆発的現象等の有無を調べ，爆発性物質の生成条件，爆発的現象の発生条件を確定する．今年度は，硝酸－塩酸水溶液に塩化銅，チタン粉末及びニッケル粉末を共存させた系の発熱挙動を示差走査熱量計（DSC）により測定し，発熱挙動に及ぼす塩酸濃度及び銅イオン濃度の影響を調べた．また，表面処理の過程でよく用いられている表面活性剤として知られているポリ（オキシエチレン）ノニルフェニルエーテル（POENPE）について，硝酸－塩酸水溶液，塩化銅，チタン粉末及びニッケル粉末を共存させた系の発熱挙動をDSCにより測定し，発熱挙動に及ぼす塩酸濃度及び銅イオン濃度の影響を調べた．その結果，銅イオンが共存することによってチタンと硝酸－塩酸水溶液が共存した試料の発熱が抑制されることが分かった．また，POENPEと硝酸－塩酸水溶液が共存した試料の発熱が，ニッケルが共存することにより高温側にシフトすることが分かった．一方，未だ爆発性物質の分解と思われる急激な発熱は確認されておらず，さらなる検討が必要である．

近年来，在薄膜剥离过程中发生了爆炸，其中钛和硝酸在薄膜剥离过程的共存中处理。随着电子工业的发展，在薄膜剥离过程中所做的工作数量增加了，并且很可能将来会经常发生类似的事故，因此必须澄清爆炸的原因，并阐明钛酸环境中钛爆炸危险的细节，以防止其更加安全地处理相似的兴趣。这项研究旨在阐明爆炸性现象的原因并建立安全的处理条件。首先，将钛，铜，硝酸和盐酸共存的样品是共射的，并使用小反应量热仪进行量热测量，并确认突然的热量产生以确认是否有爆炸性反应。之后，进行液相和固相时进行化学分析，以识别引起爆炸性反应的物质。此外，更改了钛，铜，硝酸和盐酸的组成比，以确定是否存在爆炸性现象等，以及形成爆炸性物质的条件和爆炸性现象的发生条件。今年，使用氮酸含量 - 盐酸盐酸溶液共存铜，钛粉，钛和镍粉的系统的热放热行为，使用差分扫描热量计（DSC）测量，以研究盐酸酸和铜离子浓度对热量处理的影响。此外，对于多（氧乙烯）非苯基醚（POENPE），被称为表面处理过程中常用的表面活性剂，是一个系统的热放热行为，在该系统中，硝酸 - 盐酸 - 氯酸水溶液水溶液水溶液，铜氯化物，钛粉，粉状粉末和镍型的含量和镍的含量和镍的含量为dsc，并在研究了热放热行为的离子浓度。结果，发现铜离子的共存抑制了钛和硝酸盐酸水酸水溶液的热量产生的样品。还发现，由于镍的共存，将poenpe和硝酸盐酸水溶液的热量产生转移到了高温侧。另一方面，似乎没有突然的热产生似乎是爆炸性物质的分解，并且需要进一步研究。