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チタン、イットリウムなどの活性金属中の不純物、なかでも侵入型元素位置に固溶するガス元素は熱力学的に極めて安定であるため、それらの不純物の除去は一般に困難で、現在のところ有効な工業プロセスは確立されていなかった。本研究では、(1)新しい精錬プロセスの探査として、電気化学的手法を用いた脱酸法がチタンやチタン合金以外のどのような活性金属に対して有効かを既存のデータベースを活用して検討し、同時に実験的に検証した。(2)酸素以外の侵入型不純物についても、電気化学的手法がどの程度有効か検討し、新プロセスとしての可能性を追求した。
具体的には、本研究ではイットリウムを主要対象として希土類元素中の酸素の除去を目的とした基礎研究を以下の手順に従って進めた。
1.活性金属中の有害不純物の化学ポテンシャル情報処理の整備を行った。
2.活性金属・溶融塩・電極の相平衡、熱力学的安定性、電気化学的特性の検討した。
3.最適電気化学セルの設計および電気化学的手法による実験を行った。
4.試料の分析・評価および他のプロセスとの比較を含む本プロセスの評価した。
この結果、本研究手法が希土類の脱酸に有効であることが分かった。