成果報告書詳細
管理番号20170000000030
タイトル平成27年度成果報告書 希少金属代替省エネ材料開発プロジェクト 新規希少金属プロジェクトのための事前検討(平成27年度) セリウム三二硫化物の用途拡大の検討
公開日2017/2/24
報告書年度2015 - 2015
委託先名株式会社三徳
プロジェクト番号P08023
部署名材料・ナノテクノロジー部
和文要約尖閣諸島事件を契機に、日本の希土類の需要はピーク時の1/3程度まで減少した。特にCe研磨剤の需要は大幅に減少し、希土類の鉱石組成のバランスからCe,La,Yが大量に余る事が指摘されている。希土類のこれまでの需要は、大略、金属と酸化物の用途が主で、現存の用途には多くの企業や研究者が開発を行っている。その一方で、硫化物、窒化物の用途開発はほとんど行われていない。特に硫化物は優れた特性を持ちながら、これまで顔料以外には実用化されたものはなかった。そこで、本事業では新規用途開発のため、Ce硫化物の実用化の可能性を調査した。
電波吸収体としての用途
 セリウム三二硫化物の正方晶のβ-Ce2S3は低周波数側で、比誘電率は、6.8×105、tanδは11、また高周波数側の1MHzでも3500の比誘電率、tanδは12の巨大な値を示したことから電波吸収体材としての使用は、大いに有望であることが確認できた。
ゴム添加剤としての用途
 セリウム三二硫化物をタイヤなどのゴムの添加剤としての用途がないか調査を行ったが、残念ながら、今回の試験結果の範囲では、シリカの代替品としての添加は困難であることや、何らかの特徴的な添加効果は見られなかった。コスト的にも難しいことが予測される。
抗菌剤としての用途
 セリウム三二硫化物に抗菌・抗ウィルス・抗カビ材としての用途がないか調査を行った。抗ウィルスに対してはある程度の効果を示したが、現行品を上回るようなものではなかった。抗菌・抗カビについては、試験途中で硫化水素が発生したため、試験を断念せざるを得なかった。
鉄鋼添加剤としての用途
 今回の調査で、鉄鋼に対するセリウム三二硫化物の添加は、金属Ceと同様に鉄鋼中の黒鉛を球状化する効果のあることが分かった。しかしながら、金属Ceの方が効果が大きく、有用性は少ないものと考えられる。
英文要約After the Rare Earth crisis, the demand of rare earth elements in Japan decreased to the 1/3 in the peak. The demand of Ce for polishing largely decreases in particular. It is pointed out that large amount of Ce, La and Y remains considering the balance of the ore composition of rare earth elements. Present demands of the rare earth element are mainly for application of metals and oxides. Many companies and researchers are developing for an existing application. But the application development of rare earth sulfide or nitride are hardly carried out. Especially, the rare earth sulfide didn’t have the application except for the pigment, though has many good character. Therefore, we investigated possibility of the application of Ce sulfide for new application development.
For wave absorber
We confirmed that the tetragonal β- Ce2S3 was very promising as wave absorber because it has 6.8*105 relative permittivity, 11 tanδ in the low frequency side, 3,500 relative permittivity, 12 tanδ in the high frequency side (1MHz).
For rubber additive
We have investigated character of Ce2S3 for application of rubber additive. But we had not been able to find memorable additive effect.
For antibacterial agent
We have investigated character of Ce2S3 for application of antibacterial agent. But we had not been able to find memorable characteristics.
For steel additive
We have found that Ce2S3 have graphite-spheroidizing ability. But the effect was smaller than that of Ce metal.
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