JPS6158532B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、イツトリウムを精製する改良法に関
し、特に純粋なイツトリウム金属およびイツトリ
ウム合金を製造法に関する。

「従来技術」 公知のイツトリウムの製造法は、タングステン
かタンタル製のるつぼを使用している。このるつ
ぼは、かなり高価であり、非常に小型、例えば直
径６インチ、長さ10〜12インチのるつぼが入手で
きるにすぎない。

「発明が解決しようとする問題点」 従つて、従来のるつぼでは、大量にイツトリウ
ム金属を製造できない。

「問題点を解決するための手段」 本発明の目的は、適量の、例えば20Kg以上のイ
ツトリウム金属あるいはイツトリウム合金をバツ
チで製造することにある。

本発明によれば、イツトリウムの製造法は、ア
ークを用いて、カルシウム金属とイツトリウムフ
ルオライドYF₃とを反応させてイツトリウムの主
要成分を得ることからなる。

このアークは、上記の反応物が加えられる熔融
スラグ内で実施される。この熔融スラグは、適当
な主要成分がカルシウムフルオライドであり、必
要により、他のフルオライド、例えばマグネシウ
ムフルオライドあるいはバリウムフルオライドと
一緒に用いられる。

これら反応物は、カルシウムフルオライド
CaF₂で、壁を内張した銅製あるいは鉄製の大型
水冷るつぼ内に入れられる。又、カルシウムフル
オライドは、熔融スラグとして存在し、操業温度
では、電極間に電流を流すに十分な導電性を有し
ている。好ましい温度は約1500度Ｃである。

反応物は、粉体あるいは粒状で加えることがで
きる。反応が起こると、熔融スラグの下面には、
イツトリウム金属層が形成され、るつぼの底部に
配置される冷却基板あるいは型内で固化させるあ
るいは熔融金属として取出すことができる。

本明細書においては、アークが電極および基板
あるいは２個の電極を備えた２個の端子間の電流
通路として参照される。最初、アークが形成され
ると、スラグが溶解し始めるが、スラグは、電流
の通電中に溶解抵抗によつて加熱されて、溶解状
態を維持することが当業者によつて理解される。

また、鉄は、フツ化第二鉄として加えるのが好
ましいが、鉄屑として加えてもよく、組成物が25
重量％の鉄および75重量％のイツトリウムである
マスター合金の得るのに十分な程度が加えられ
る。このマスター合金は、約900度Ｃの融点を有
する共融混合物であるが、添加される鉄の割合を
調整することによつて、他の合金組成物を作るこ
とができる。

本発明の別の実施例によれば、工程が鉄あるい
はフツ化第二鉄の存在かで実施される。この場
合、アークが鉄製の消耗電極間で形成されること
が好ましい。

本発明の別の実施例によれば、反応物がイツト
リウムフルオライドおよびカルシウムとを所定の
割合で含有する鉄チユーブからなる消耗電極によ
つて導入される。

本発明の方法によつて製造されるイツトリウム
の他の有用な金属は、アルミニウムを含有するイ
ツトリウム合金である。この合金は、使用方法が
本出願人の特願昭53−81832号に開示されてい
る。

更に、本発明の別の実施例によれば、工程がア
ルミニウムあるいはアルミニウムフルオライドの
存在下で実施される。この場合、タングステンあ
るいは炭素電極を用いるのが好ましい。この方法
で作られるアルミニウム−イツトリウム共融混合
物は、10重量％のアルミニウムおよび90重量％の
イツトリウムを含有する。他の割合のアルミニウ
ム−イツトリウム合金も作ることができる。も
し、最終合金において、鉄が必要とされるなら
ば、鉄製の消耗電極が用いられ、鉄あるいはフツ
化第二鉄をカルシウム−イツトリウムフルオライ
ドの反応混合物に添加することが可能である。

実施例 １ 鉄製の水冷るつぼ内には、２個の炭素電極が差
し込まれ、また、カルシウムフルオライドの粒状
物が加えられて、両電極間に電流を流した。この
結果、、粒状物は溶解して、約1500度Ｃの熔融物
が形成された。従つて、るつぼの壁には、固体の
カルシウムフルオライドの内張層が形成された。
次に、カルシウム金属と、イツトリウムフルオラ
イドの粒状物を重量比５対12の割合で加えて、通
電された。これら２種類の成分が反応して、熔融
スラグの下面に溶解イツトリウム金属が形成され
た。この溶解イツトリウム金属は、反応中に、タ
ツピング穴を通して取出し、水冷プラグによつて
密閉された。

実施例 ２ 分離できる水冷基板を有する水冷のるつぼを用
いた以外は、実施例１の方法が繰り返された。こ
のるつぼには１個の電極が差し込まれ、該電極と
基板との間でアークを形成した。反応中に形成さ
れるイツトリウム金属は、基板上で固化され、反
応が終了後、基板を取外すことによつて、るつぼ
から抽出された。

実施例 ３ アークを生じさせる鉄製の消耗電極を用いた以
外は、実施例１の方法が繰り返された。得られた
鉄を含有するイツトリウム合金には、更に鉄屑が
添加されて、25重量％の鉄を含有するイツトリウ
ムが製造された。この合金は、大気中に露出させ
ないで、取出し、鋳型に流した。

実施例 ４ るつぼ内に反応物を加える前に、鉄を予め溶か
した以外は、実施例１が繰り返された。反応物を
加えた時には、反応後のイツトリウム金属が溶解
した鉄の層に流れ込んで、後に取出され、鋳型に
入れられる25重量％の鉄を含有するイツトリウム
合金が形成された。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ カルシウム金属と、イツトリウムフルオライ
   ドとを熔融スラグ中の電極間でアークを飛ばして
   反応させて、イツトリウム金属を製造するイツト
   リウムの製造法。 ２ 前記熔融スラグは、主要成分がカルシウムフ
   ルオライドである特許請求の範囲第１項記載の製
   造法。 ３ 前記カルシウムフルオライドで内張されたる
   つぼ内で実施される特許請求の範囲第１項あるい
   は第２項記載の製造法。 ４ 前記アークは、タングステンあるいは炭素か
   らなる電極を通過する特許の範囲第１項、第２項
   あるいは第３項記載の製造法。 ５ 前記熔融スラグには、鉄が加えられる特許請
   求の範囲第１項から第４項までのいずれかに記載
   の製造法。 ６ 前記電極が鉄製で、鉄が該電極を消耗させて
   加えられる特許請求の範囲第１項から第３項まで
   のいずれかに記載の製造法。 ７ 前記電極は、カルシウム金属およびイツトリ
   ウムフルオライドを含有する鉄チユーブである特
   許請求の範囲第６項記載の製造法。 ８ 前記熔融スラグには、アルミニウムあるいは
   アルミニウムフルオライドが加えられて、アルミ
   ニウム含有のイツトリウム合金が製造される特許
   請求の範囲第１項から第７項までのいずれかに記
   載の製造法。