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プロジェクトの基本情報

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2019年3月18日更新

独自のEB溶解技術によりレアメタルを精製!

彩生技研株式会社

プロジェクト名 電子ビーム(EB)溶解法を利用したNbTi超電導材スクラップ再資源化技術の開発
対象となる川下分野 ヘルスケア、エネルギー、その他(リニア)
川下企業におけるニーズの対応 高機能化(精度・性能の向上など)
環境配慮(不純物の除去や無害化、廃棄物削減、 CO2削減など)
低コスト化(ランニングコスト低減、ロス削減、 省力化など)
その他(素材多様化による安定調達)
上記ニーズに対する具体的な数値 現行製品(輸入素材)対比コストで30%以上ダウン
事業実施年度 平成27年度~平成29年度
事業化状況 補完研究中(完成に向けて現在研究中)
対象としている素材 合金系超電導材、とくにニオブチタン(NbTi)合金

プロジェクトの詳細

プロジェクトに至った背景・経緯
医療検査装置のMRI等へ実用化されている超電導材はその98%がNbTi合金の線材であり、我が国でも電線メーカー等で生産されている。一方、線材へ加工する前の素材であるNbTi合金ビレットは国内で生産されておらず、100%を海外から輸入している。また、線材製品への加工工程で発生する工程屑はその多様性状から、NbTi資源として回収されることなく、貴重なレアメタルとして再利用されていない。
この未利用の工程屑を輸入ビレットと同等の品位まで精製し、形状を含む同等仕様へ加工することで、電線メーカーのコストダウンと資源セキュリティのニーズに応える。
研究開発のポイント
(1)最適前処理技術の開発による工程屑のEB溶解原料化;最適とは⇒①最少環境負荷②高速③低コスト (2)EB溶解技術の開発;①合金組成を維持②高純度化 (3)EB溶解インゴットから再生製品のビレットまでの後工程の確立…現状輸入元の海外金属精錬メーカが実施している工程を自前技術で実現
研究開発の具体的な成果
超電導線材メーカーの協力の下、有姿の工程屑を出発原料として(1)溶解原料化の、最適で汎用性が高い前処理技術を開発した (2)独自の溶解原料連続供給を備え、積層凝固によるEB溶解装置新システムの開発 (3)原料(工程屑)~溶解インゴット~ビレット(製品)の全工程からなる再生加工ループを構築し、その成果を評価して、課題の洗い出しを行った。

利用イメージ、今後の活用が見込める分野・製品等
高性能化が進むエレクトロニクス素子の製造で欠かせない、タングステン(W)、タンタル(Ta)、モリブデン(Mo)、ニオブ(Nb)といった高融点活性金属、及びその合金へ活用が見込める

事業化への取り組み

知財・広報活動 特許出願済み;発明の名称「鋳造装置」(特開2018-069265)
今後の見通し 3年間にわたるサポイン事業を終えた段階で、製品品質の一部で課題が残り、実用化技術の完成に至らなかった。そのため、サポイン事業終了後に引き続き、(1)課題の原因を究明し、(2)課題を解決する技術 の自主開発に取り組んできた。今後は、自主開発の成果を活かして実用化技術の完成を目指す。それに必要な費用と技術面で一部公的な助成を受けて取組んでいる。完成時期は2020年春を予定している。
当初の目標を踏まえた
上での達成度や
新たな課題
(1)再資源化技術の完成に向けた技術課題をあぶり出した⇒有姿の工程屑は当初認識の芯材のNbTi合金とその周りのCu層の2層構造ではなく、両者の間に薄い純Nb層を挟む3層構造である。純Nb層は溶融強化、具体的には単位面積当たりのEB照射エネルギーの増大により溶融可能である。しかしながら溶融強化により、NbTi合金中のTiの蒸発量が指数関数的に増大するため厳密な組成範囲内でNbTi合金の維持が困難との結論に至り、(2)純Nb層をEB溶融前の原料化段階で化学的に除去する技術を開発した (3)新たな課題として、純Nb層除去の費用が追加となり、実用化の上でコスト面で新たな課題として出てきている。

研究開発の体制

事業管理機関 公益財団法人岐阜県産業経済振興センター
法認定事業者 彩生技研株式会社
研究実施機関 国立大学法人東京大学
アドバイザー 古河電気工業株式会社
千葉工業大学

PRコメント

各種のエレクトロニクス素子に利用される高融点活性のレアメタルは高純度が要求され、高価である。また、タンタルコンデンサーのような例外を除き、多品種小ロットの場合が少なくない。このため工程屑発生元では自ら再生することなく、そのままスクラップとして払下げられ、場合によってはそのまま海外へ輸出されているケースが少なくない。こうした現実を鑑みて、多品種小ロットに対応可能な手段で再生する技術が今求められていると考えている。
今回開発したEB溶解装置はこうした時代の流れにマッチした技術と考えている。

企業情報

社名 彩生技研株式会社
所在地 〒509-5252 岐阜県土岐市下石町字西山322番地19
電話番号 0572-57-5252
社員数 4名 (男性  4名、)
資本金 1,000万円
業種 非鉄金属製造業
事業内容 金属精錬業
保有する生産設備と
スペック
電子ビーム溶解装置(出力150kw)
真空誘導溶解装置(最高1600℃、昇温~冷却 プログラム制御)
生産拠点エリア 国内 所在地:岐阜県土岐市下石町字西山322-19
海外生産対応 不可
主要な取引先 大同特殊鋼
アルケムジャパン
本プロジェクトに
関する問い合わせ先
部署名
開発部

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