Development of Transpiration-Mass Spectrometry System For High Temperature Metallurgical Reaction Study

用于高温冶金反应研究的蒸腾质谱系统的开发

• 批准号: 59550455
• 负责人: FUWA Akio
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1984
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1984 至 1986
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-59550455/
• 关键词: Transpiration; Mass Spectrmetry; Metallurgical Reaction Mass Separation; Vapour Pressure; 質量分離; チョッパーシステム; 硫化物

本研究は高温治金反応に関与する気体蒸気の同定を、その一部を、ノズル-スキマーを用いる高速分子線サンプリング法により質量分析器のある高真空中に導入し、これを迅速に、定性、定量的に分析する方法を開発し確立を計ろうとするものである。そのために、既存の装置に、次に述べるような装置の改良をくわえ、各種の測定を行った。(1)チョッパーシステム(チョッパー、駆動装置、モーター、電流/電圧変換器、参照信号検出器、ロックインアンプ)の装置への組み込み及び分析におけるその使用。このシステムによりバックグラウンドのノイズ等の低減化、分析感度の向上、精度の向上、等が計られ、特に感度は約100倍程度に改善された。(2)システムの排気系の改善およびサンプリングの改良。排気系の改善は質量分析器のあるチェインバーの排気ポンプを大容量の物に変えることにより行った。また、サンプリングの改良は、スキマーの位置関係、形状等を、過去の研究から見直しを行い、改善した。(3)定量分析の為に、組成の既知の混合不活性ガスを用いて、温度、組成、流速等を、パラメーターとして、高速分子線サンプリング時における質量分離の現象の定量的な尺度である質量分離係数として実験的に求めた。(4)金属硫化物の蒸気種、蒸気圧の測定。チョッパーシステム等の改良を加えた装置を用いて、亜鉛、硫化亜鉛、硫化錫、硫化ゲルマニウムの蒸気種、蒸気圧の測定を、気体輸送法的に行った。測定結果はこれまでの文献値と良い一致をみた。(5)この改良した装置の温度の使用限界は、反応部が石英製である為に、約1000Cであり、凝縮性の気体の検出濃度は約10ppmから1pct程度であることが判明した。

In this study, a method for rapid, qualitative and quantitative analysis of high temperature reaction and high temperature vapor phase was developed and established. For example, the existing device, the secondary device, and the improvement of the device. (1)The use of equipment for the assembly and analysis of equipment such as switches, actuators, switches, current/voltage converters, reference signal detectors, switches, etc. The sensitivity of analysis is improved, the accuracy is improved, and the sensitivity of special features is improved by about 100 times. (2)The improvement of exhaust system of system and the improvement of system. The improvement of emission quality analyzer In the past, the research on the improvement of the position relationship and shape of the film has been carried out. (3)Quantitative analysis of mass separation phenomena for the purpose of quantitative analysis, composition, known mixing inactivity, temperature, composition, flow rate, etc., mass separation coefficient, etc. (4)Determination of vapor species and vapor pressure of metal sulfides. An improved apparatus for the determination of vapor pressure and vapor transport methods for lead sulfide, tin sulfide, lead sulfide, and sulfur compounds was developed. The results are consistent with the literature. (5)The temperature limit of the improved device is about 1000C. The concentration of the condensable substance is about 10ppm.