希土類-遷移金属系合金中酸素溶解度測定による融体中局所安定構造熱力学モデルの開発

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希土類金属-遷移金属(RE-M)融体中酸素の熱力学的性質の調査にあたり、実験方法の確立及びその妥当性の確認としてサマリウム-ランタン(Sm-La)融体と希土類酸化物相の相平衡に関する調査を行った。実験方法の確立に際し、用いるるつぼの材質、蒸気圧の高いサマリウムの揮発抑制、希土類金属を含む合金融体の酸化抑制などの課題を解決する必要がある。用いるるつぼの材質に関して調査を行い、希土類金属同士の合金融体を保持するには、モリブデン、タンタル、タングステンが適していることが分かった。これらのるつぼ材質のうち、モリブデンは希土類金属融体への溶解が少量見られ、実験に必要な純度とるつぼの入手性を考慮してるつぼ材質を決定する必要性があるとわかった。サマリウムの高い蒸気圧については、ジルコニア主成分の耐熱無機接着剤を用いてるつぼを密閉することでサマリウムの揮発を抑制することに成功した。同手法では無機接着剤の成分混入による希土類金属融体の純度低下も見られず、効果的なサマリウム蒸気抑制法であることが明らかとなった。希土類金属を含む合金融体の酸化抑制については、鉄またはチタン製のホルダーにるつぼを入れ、溶接密閉することで系内の酸素量を制限し、酸化抑制に成功した。上記で開発した実験方法の妥当性の検証のため、1573 KにおいてSm-La融体中と希土類酸化物相の平衡実験を行った。その結果、Sm-La融体と平衡する酸化物相はLa2O3とSm2O3の固溶体であることが明らかとなった。また、Sm-La融体中酸素溶解度の測定にも成功し、実験方法の確実性を示すことができた。