超高真空溶解によるアルミニウムの7Nレベルの高純度化

URI http://harp.lib.hiroshima-u.ac.jp/hkg/metadata/12033
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タイトル
超高真空溶解によるアルミニウムの7Nレベルの高純度化
別タイトル
Purification of Aluminum up to 7N level by Ultrahigh Vacuum Melting
著者
氏名 桐畑 敦
ヨミ キリハタ アツシ
別名 Kirihata Atsushi
氏名 中村 格芳
ヨミ ナカムラ マサヨシ
別名 Nakamura Masayoshi
氏名 渡邊 真彦
ヨミ ワタナベ マヒコ
別名 Watanabe Mahiko
氏名 李木 経孝
ヨミ スモモギ ツネタカ
別名 Sumomogi Tsunetaka
キーワード
purification
ultrahigh purity aluminum
ultrahigh vacuum melting
Glow Discharge Mass Spectromery (GDMS) analysis
residual resistivity ratio
高純度化
超高純度アルミニウム
超高真空溶解
グロー放電式質量分析(GDMS)
残留抵抗比
抄録

This paper examines the purification of aluminum through the use of ultrahigh vacuum melting. To improve its purity up to 7N( 99.99999% pure) level, aluminum was melted in a vacuum of 2-4×10-6 Pa for 30 min and solidified gradually. The melted samples were cut into several pieces and the residual impurities of each piece were analyzed by Glow Discharge Mass Spectrometry (GDMS). The Residual Resistivity Ratio (RRR) of each piece was measured and the relationship of RRR with residual impurities is discussed. The purity of the melted sample was improved in comparison with that of the raw material, and the measured RRR was obtained up to 65000 equivalent to 7N level. GDMS analysis revealed that the amounts of elements with distribution coefficient k< 1 were reduced considerably, whereas those of elements with k>1 were not reduced, so that the total impurity concentration of 35 elements decreases from <0.139 at-ppm to <0.108 at-ppm. Also, a clear segregation phenomenon was revealed. These results suggest that the further purification may be achieved by examining the processing conditions of the material before ultrahigh vacuum melting, mainly how to reduce the element with k>1.

本論文は,超高真空溶解によるアルミニウムの高純度化について検討している。アルニウムを真空度3 ~ 6 ×10-6Pa の中で30min間溶解して徐々に凝固させることにより,7 N(99.99999%)レベルまでの純度の向上を目指した。電気抵抗測定からの残留抵抗比の評価に加えて,GDMS組成分析により,試料の各部分の残留不純物の分析を行い,残留抵抗比と比較検討した。素材に比べ溶解後の純度は確実に向上しており,電気抵抗測定による残留抵抗比の最高値は約65000を示し,7 N 直近の純度となった。GDMS 元素分析から,分配係数k >1 の元素は減少しないが, k <1 の元素が大きく減少することにより,35元素合計の不純物濃度が<0.139 at-ppmから<0.108 at-ppmまで純度が向上する。また,明確な偏析現象が明らかとなった。これらのことより,超高真空溶解前の素材の処理条件,主に, k >1 の元素をいかに低減するかを検討することによって,さらなる超高純度が達成できるものと考えられる。

査読の有無
査読有
掲載雑誌名
広島国際学院大学研究報告
50
開始ページ
1
終了ページ
7
出版年月日
2017-12
出版者
広島国際学院大学
ISSN
1345-3858
NCID
AA11419398
本文言語
日本語
資料タイプ
紀要論文
著者版フラグ
出版社版
区分
hkg