Na化合物高温溶融体の化学種分析に関する基礎的研究

A Basic research on the chemical analysis of Sodium compound melts at high temperature

大鳥 範和*; 梅咲 則正*

Otori, Norikazu*; not registered

漏えい燃焼ナトリウムと鉄基材料との化学反応を高温下で直接的に調べる方法の開発の必要性に基づき、高温下での化学種分析の基礎を確立することを目的として、ラマン分光法をナトリウムの酸化物と鉄ナトリウム複合酸化物に室温から高温に至る温度領域で適用し、存在する化学種を直接検出することを試みた。また、高温下でX線回析法を適用し、相状態を直接特定することを試みた。その結果以下の知見が得られた。NA Oのラマン分光実験から、逆蛍石型結晶構造に基づく格子振動に帰属される鋭く強いピークが200CM-1付近に観測され、823Kまではラマンスぺクトルが観測可能であるあることが確認できた。NAOのラマン分光実験から市販のNA2Oは室温では談黄色を呈しているものの573K付近から黒く変色し可視域のレーザー光を透過しないが、O2-イオンの伸縮振動に基づくピークが773Kまで観測できることがわかった。2NACO +FEO混合物を燃成および冷却したのちラマン分光実験とX線回析実験から、室温ではCOイオンの存在とーNAFEO相の存在が示された。また、昇温に伴ないこれらの化合物相の消滅と、代わって別の化合物相の出現が示唆された。

Raman spectroscopy was applied to sodium oxides and sodium and iron double oxide from ambient to high temperature for the purpose of establishing it as an in-situ method of chemical analysis at elevated temperature, based on the necessity for direct observations of chemical reactions between burning sodium and iron-base materials. X-ray diffraction method was also applied to the iron double oxide from ambient to high temperature in order to determine its phase directly. The several findings were obtained as follows. As a result of Raman scattering measurements of NaO, an intense peak, which could be assigned to a lattice vibration in the antifluorite structure, was observed around 200 cm up to 823 K. The color of commercially available NaO was light yellow but changed to black above 573 K. The Raman scattering was, however, observed for the O stretching mode from ambient to 773 K. Based on Raman scattering and X-ray diffraction measurements of a sintered mixture of 2NaCO and FeO3, the chemical changes might be proposed from ambient to high temperature for example as follows: [NaCO NaO+CO] and [NaFeO+NaO NaFeO.]