高温素材プロセッシング

[3813] Investigation on Bi-Ti-Zn ternary phase diagram for new smelting process of titanium

^○岸本章宏¹, 宇田哲也¹ (1.京都大学)

司会:関本英弘(岩手大学)

Keywords:Bi-Ti-Zn合金, 状態図, チタンの新製錬

チタン(Ti)の生産性を向上させるため、我々のグループはビスマス(Bi)を溶媒に用いたTiの新しい製錬プロセスを研究している。このプロセスではまず、還元工程において四塩化チタンを900ºCでマグネシウムによって還元し、溶融Bi中にTiを回収してBi-Ti液体合金を生成する。その後、偏析工程でBi-Ti液体合金を500ºCに冷却し、液体合金中に析出したTi-richな化合物(Bi₉Ti₈)を回収する。回収した合金は真空蒸留によってBiを除去され、純度の高いTiが得られる。本研究では前述の新プロセスの効率化を行うため、プロセス内で使用するBi溶媒にZnを添加することに着目した。報告されているBi-Ti-Zn三元系状態図によると、Bi中に適量のZnを添加することで、偏析工程における合金中のTiの更なる濃縮、および蒸留工程で消費するエネルギーの削減が期待される。しかし、Bi-Ti-Zn系状態図に関する研究が非常に少ないため、添加するべきZn量を決定するに至っていない。そこで、種々のBi-Ti-Zn合金の平衡試料を作製し、合金中の相の分析によってBi-Ti-Zn三元系状態図を調査した。