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J-GLOBAL ID：201802261985050382   整理番号：18A0116521

赤鉄鉱とバイオマス複合材料の炭素熱還元による多孔質鉄の製造原理の開発

Development of Manufacturing Principle of Porous Iron by Carbothermic Reduction of Composite of Hematite and Biomass Char

著者 (5件)： Murakami Taichi (Graduate School of Environmental Studies, Tohoku University) ,  Takahashi Takayuki (Graduate School of Environmental Studies, Tohoku University) ,  Fuji Shoko (Graduate School of Environmental Studies, Tohoku University) ,  Maruoka Daisuke (Graduate School of Environmental Studies, Tohoku University) ,  Kasai Eiki (Graduate School of Environmental Studies, Tohoku University)
資料名： Materials Transactions  (Materials Transactions)
巻： 58  号： 12  ページ： 1742-1748(J-STAGE)  発行年： 2017年 
JST資料番号： G0668A  ISSN： 1345-9678  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 鉄基多孔質金属は,アルミニウム合金発泡体に比べて高強度で低コストのようないくつかの利点を有する。近年,鉄系多孔質金属の製造技術が数多く提案されている。しかし,気孔率が低く,原材料コストが高いなどの理由から,実際のプロセスの開発はできなかった。本研究では,赤鉄鉱と炭素質の複合体を用いて炭素熱還元の適用により,多孔質鉄の新しい製造原理を提案した。還元実験では,グラファイト,石炭,3種類の木炭を還元剤として使用した。その結果に基づいて,複合材料の体積変化の特性と機構を種々な圧力下で調べた。還元挙動は,種々なタイプの還元剤間で著しく異なった。グラファイトと石炭を含む複合材料は,1373Kまで加熱されたときの還元プロセス中に収縮した。しかし,灰成分としてナトリウムと硫黄のいくらかの量を含む木炭を用いて調製された複合材料について膨潤挙動が観察された。この複合材料を0.3MPaで0.167Ks^-1の速度で1273Kまで加熱すると,最大気孔率97.7%の多孔質鉄が得られた。複合材料の嵩密度は,ウスタイトを金属鉄に還元する間に変化し,鉄ウィスカを形成した。ウィスカにされた鉄の質感の形成は,複合材料のかなりの膨潤をもたらした。一方,灰中のナトリウムと硫黄濃度の低い木炭を用いて調製した複合材料は,金属鉄の形成後に膨潤しなかった。さらに,このような木炭中の元素を予め除去した場合,複合材料は膨潤しなかった。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： 還元鉄 ,  *赤鉄鉱 ,  *バイオマス ,  還元 ,  熱化学反応 ,  *多孔質金属 ,  複合材料 ,  還元剤 ,  空隙率 ,  グラファイト ,  石炭 ,  木炭 ,  鉄 ,  膨潤 ,  ホイスカ ,  硫黄 ,  ナトリウム ,  容積重 ,  灰
準シソーラス用語： *海綿鉄 ,  炭素熱還元

著者キーワード (4件)： porous iron ,  carbothermic reduction ,  swelling ,  iron whisker

分類 (1件)： 直接製鉄,溶融還元法  (WD01040E)

引用文献 (13件)：

• 1) H. Nakajima: Ferrum 16 (2011) 599-606.
• 2) J. Banhart: Prog. Mater. Sci. 46 (2001) 559-632. 10.1016/S0079-6425(00)00002-5
• 3) T. Murakami and E. Kasai: Bulletin of the Advanced Materials Processing Building 62 (2007) 37-45.
• 4) C. Park and S.R. Nutt: Mater. Sci. Eng. A 288 (2000) 111-118. 10.1016/S0921-5093(00)00761-9
• 5) T. Murakami, K. Ohara, T. Narushima and C. Ouchi: Mater. Trans. 11 (2007) 2937-2944. 10.2320/matertrans.MRA2007127

タイトルに関連する用語 (8件)： 赤鉄鉱 ,  バイオマス ,  複合材料 ,  炭素熱還元 ,  多孔質 ,  鉄 ,  原理 ,  開発