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負圧運転と酸素分圧制御で母材を守り、乾式で廃液を最小化！
「小型塩素炉」は、Cl2/HClによる選択塩素化で、カーボン粉末に残る Fe/Ni/Alなどの金属不純物を乾式で揮発・除去することが可能です。 段階温度プロファイルで塩化、揮発を制御し、母材の結晶性や比表面を 保ったまま短時間で低残渣化。 また、塩酸や硫酸などの酸性溶媒を使用しないため、廃液処理の負担を 抑えつつ、製品の高純度化ができます。 【特長】 ■塩素化で選択的に金属塩化物を揮発 ■乾式で水洗レス、後処理の簡素化・歩留まりおよびエネルギー効率向上 ■母材保持設計：酸素分圧と滞留時間の制御で物性維持 ※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
小型塩素炉の開発背景や、装置の仕様、運用ポイントなどを分かりやすくご紹介！
当社が取り扱う小型塩素炉について、 ■開発の背景 ■塩素炉内部での不純物除去メカニズム(塩化揮発法) ■装置の仕様・運用ポイント を連載でご紹介します。 まずは「なぜ塩素炉なのか？」から。 近年、半導体の微細化·電池の高性能化に伴い、粉体原料に求められる 金属不純物(Fe/Cu/Niなど導電性異物)管理は、ppm～ppbレベルへ急速に 高度化しています。 わずかなコンタミでも、歩留まり·信頼性に致命的な影響を与えます。 一般的な対策としては 1 湿式(酸処理)：強酸で金属不純物を溶解除去 2 乾式(磁選)：強力な電磁石で磁性粒子を回収 が採られてきました。 しかし、 ■湿式は均一除去の利点がある一方で、大量の排水、禁水性材料に不適、 再乾燥によるエネルギー負荷などの課題。 ■磁選は磁性を持つ粒子に限定され、非磁性の金属化合物や微細付着物には 効きづらい。 ※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
禁水性の製品や多量の廃液を発生させたくない金属除去プロセスや反応制御炉として適用！
「塩素炉」は、サーモニック独自の技術により、Cl2、HClガスなどの ハロゲンガス対応する装置です。(CE、SEMI、UL規格認証) 棚板ヒーター採用により均一加熱が可能で、サンプル内部までCl2ガスが 拡散し高効率の反応ができます。 また、発生した塩化物の沸点を降下でき、より低温での処理が可能です。 【特長】 ■独自の技術により、Cl2、HClガスなどのハロゲンガス対応 ■棚板ヒーター採用により均一加熱が可能 ■サンプル内部までCl2ガスが拡散し高効率の反応が可能 ■発生した塩化物の沸点を降下でき、より低温での処理が可能 ■Cl2やHClガスの漏洩リスクを低減 ※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
セラミックス粉に混在するFe/Ni/Crなどを、塩化揮発で選択的に揮発する！
「小型塩素炉」は、負圧運転と酸素分圧制御で相や粒径を保ち、洗浄レスで 廃液を最小化する製品です。 Cl2/HClを用いた選択塩素化により、セラミックス粉(SiO2/Al2O3/Si3N4) 製造時に混入した金属不純物を乾式で除去。 また、塩化揮発により母相の組成・結晶相・粒度分布を保持しつつ、 短時間で不純物を低減。水洗工程を省けるため再乾燥、廃液処理コストを 抑えられます。 【特長】 ■選択塩素化×温度段階化：金属塩化物のみを優先揮発、母材相を維持 ■乾式プロセス：水洗不要で廃液・再乾燥の負担を最小化 ■物性保持設計：酸素分圧・滞留時間制御で結晶相・粒径・比表面を維持 ※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
設計思想と運用設計で"危険を管理する"ことが本質！運用の安心感も設計に
前回は、塩素炉で金属不純物を塩化物に変換して取り除く原理(塩化揮発)を ご紹介しました。 今日は多くの方が抱く疑問 「Cl2やHCIのような腐食性・有毒ガスを"高温で"流すのは危険では？」に お答えします。 管状炉は入手しやすく多用途で、少量サンプルの新規合成には好適です。 一方で 「有効加熱域が小さく、スケールアップで頭打ちになりがち」 「長期使用やヒートショックで管に微小クラック、正圧運転時に漏えい リスクが増大」といった"現場あるある"も否めません。 「高温×腐食性ガス＝危険」は直感的に正しい。だからこそ、設計思想と 運用設計で"危険を管理する"ことが本質です。Thermonik ENGの小型塩素炉は、 その発想でつくられています。 安全をつくる設計思想 1)負圧(減圧)運転を基本に 真空システムを有しているため、炉内圧を常に大気圧より低く維持。 万一のシール劣化時も外部への吹き出しを抑制し、Cl2/HCIの漏えいリスクを 低減します。 ※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
従来炉では難しかった塩素・塩化水素の安全運転を実現。腐食性ガス対応の高耐食設計で、再現性ある乾式運転
当社では、研究開発用「小型塩素炉」を取り扱っております。 管状炉の“ガス漏洩リスクが高く、安全性に乏しい"“試料スケールアップや 連続試験に不向き"といった課題を解決するために開発。 本装置は、塩素および塩化水素を安全かつ制御性高く供給できる密閉構造炉であり、 試料量を確保しつつ、腐食性ガスを用いた乾式処理を研究レベルで再現性高く 行うことが可能です。 【特長】 ■高耐食材料採用：サーモニック独自の技術により高耐食性を実現 ■スクラバー連結容易：液吸収・二段式中和塔などとの接続が簡便 ■腐食ガスモニタ対応：漏洩検知センサーとの連動運転が可能 ■スケール適応性：数g〜数100gまでの試料処理に対応 ■常に負圧での運転：大気圧よりも低い圧力で運転することにより プロセスガスの漏洩リスクを低減 ※詳しくは、お気軽にお問い合わせください。
堆積膜・反応生成物を塩化揮発で選択除去！母材の寸法や表面粗さを維持します
「小型塩素炉」は、Cl2/HClによる“選択塩素化→揮発"を用いた治具向け ドライクリーニング装置です。 MOCVD/エピ炉サセプタ、石英ボート・管等に付着したGaN/AlN/Si系生成物を 対象に、材料に応じた温度段階とガス組成で塩化物へ変換し、低温で揮発除去。 また、酸洗い不要で廃液負担を抑え、寸法変化・歪み・粒界損傷を最小化します。 【特長】 ■選択塩素化×段階温度：付着物を塩化物化→低温で揮発、 母材ダメージを抑制 ■乾式で廃液最小：酸洗いレス、洗浄・乾燥工程を短縮 ■寸法・表面を維持：負圧運転/酸素分圧制御で歪み・粗さ変化を抑える ■多材料対応：石英・SiC・C/C・金属(Mo/W/Al系)などの治具に適用可 ※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
塩素/塩化水素で不純物を塩化物化！蒸気圧差と段階温度で優先揮発します
「小型塩素炉」は、母材を残して乾式で分離・低汚染、洗浄レスで後処理を 簡素化する製品です。 材料中の金属不純物をCl2/HClによる選択塩素化で揮発性塩化物に変換し、 温度段階と滞留時間の制御で優先的に除去する乾式プロセス。 また、金属塩化物の蒸気圧差・生成自由エネルギー差を利用するため、 母材の組成や結晶相を損なわずに高選択で分離でき、排液がほぼ出ないため 環境負荷とコストを低減できます。 【特長】 ■選択性：塩化物の蒸気圧差を利用し、ターゲット不純物のみ優先揮発 ■段階温度プロファイル：低温→中温で順次分離、母材損傷を抑制 ■乾式・低廃棄：洗浄レスで廃液ほぼゼロ、後処理が簡便 ※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
塩素炉で不純物を除去できる！生成した塩化物を気化·揮発させて分離する方法を説明
前回は小型塩素炉の開発背景をご紹介しました。 今回は、塩素炉で不純物を除去できる反応原理(塩化揮発)について説明します。 粉体プロセスで不純物が混入する要因は主に2つ。 原料由来、2)設備由来。 いずれも金属単体の沸点は高く(例：Fe＝2800℃超、Cu＝2500℃超)、単純加熱 では飛ばせません。 そこで炉内に塩素(Cl2)や塩化水素(HCI)を供給し、金属不純物を塩化物へ 変換します。 例として鉄の反応式は以下の通りです。 2Fe ＋ 3Cl2-＞ 2FeCl3 Fe2O3 ＋ 6HCI -＞2FeCl3 ＋ 3H2O 多くの金属は塩化物になると沸点が大きく低下する性質があります。 この性質を利用し、生成した塩化物を気化·揮発させて分離する方法が 塩化揮発法です。 当社の小型塩素炉はこの原理を用い、各種金属不純物を乾式で選択的に 除去できる 従来の電気炉にはない特長を備えています。 ※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
これまでの主な適用先や、今後の応用が見込める分野をご紹介！
前回は小型塩素炉の安全設計についてご紹介しました。今回は、これまでの 適用実績と、今後有望と考える用途をご紹介します。 【これまでの主な適用先】 1.カーボン粉末の純化：粉末内部に混入した金属不純物の除去 2.サセプター洗浄：治具表面に蓄積した GaN などの除去 3.セラミックスの相転移制御：相転移温度の低減・相制御 →「禁水性の材料」や「廃液を極力出したくない」現場の乾式不純物除去/ 反応制御に適用されてきました。 【小型塩素炉のコア価値】 当社の小型塩素炉は常時負圧下で Cl2/HCI 処理を行います。その結果、 塩化生成物の実効沸点を下げられるため、常圧より低いエネルギーで 塩化物を揮発・除去しやすいのが特長です。 【今後の応用が見込める分野】 ■レアメタルの選択分離・回収 ■超高純度材料の開発 ■新素材探索(反応経路の開拓・スクリーニング) ■表面改質(疎水性二親水性制御) ■合金・材料の腐食評価(選択的塩素化を活用) ※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
必要ユーティリティーは冷却水、電力！面倒な準備は不要なオールインワン設計
前回は小型塩素炉の適用実績と、今後有望と考える用途をご紹介してきました。 今回は、小型塩素炉の主な仕様についてご紹介いたします。 これまで当社で取り扱ってきた塩素炉は装置寸法が大きく、設置スペースが 必要で、炉を運転するためのユーティリティー量も大きなものが必要でした。 Part4で紹介してきたように、塩素炉はまだまだ発展途上であるため、 さらなる用途開発のためにはR＆D用の小型サイズである必要があると考え、 この度「小型塩素炉」を新たに開発しました。 【小型塩素炉の主な仕様】 ■炉内寸法：200mm×200mm×200mm ■設置寸法：1000mm×1000mm×2000mm ■ガス雰囲気：Cl2、HCI、N2、Ar、H2 ■最高温度：1400℃ ■真空度：数Pa ■必要ユーティリティー：冷却水、電力 ※除害装置はオプションとしてご用意可能です。 ※仕様は開発中のもので、予告なく変更される場合があります。 ※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
「温度×圧力×塩素化反応」の精密制御で、複数金属を含む系から特定金属を選択的に揮発・回収する新たなアプローチを理論検討中
当社で取り扱う「塩素炉」は、減圧下で温度と塩素分圧を独立制御できる構造を 有しています。 都市鉱山には、Au、Cu、Sn、Fe、Niといった金属が複雑に共存しており、これらを 乾式塩化揮発法により分離できれば、廃液処理の負担を抑えつつ、有価金属のみを 効率的に回収する新しいリサイクル手法が実現可能。 また、温度・圧力・塩素分圧を精密に制御できる本装置の特性から、将来的に 「都市鉱山からの有価金属選択回収」に発展し得ると考えています。 【特長】 ■低温でのベースメタル揮発：FeCl3、SnCl4などを200〜300℃付近で選択揮発 ■中温での貴金属塩生成制御：AuCl3などの安定領域を利用した貴金属分離 ■圧力制御による反応シーケンス切替：減圧条件下で塩化物の生成・分解平衡を制御 ※詳しくは、お気軽にお問い合わせください。
小型塩素炉の高耐食構造と精密雰囲気制御を活かし、金属・合金・セラミックスなどの腐食メカニズム研究への応用を
当社では、塩素・塩化水素雰囲気での腐食挙動を再現できる「塩素炉」を 取り扱っております。 高温×腐食性雰囲気を安全に再現できる実験炉。塩素ガスによる高温腐食機構の 基礎研究や耐塩素性材料(高合金・被膜材・セラミックス)の耐久評価、腐食防止 コーティングの試験プラットフォームなどへの応用が理論的に期待されます。 また当社では、テスト機もご用意いたしております。 【特長】 ■塩素・塩化水素など腐食性ガス対応 ■減圧・温度の同時制御 ■乾式構造による高純度雰囲気 ■常時減圧雰囲気によるプロセスガスの漏洩リスクを低減 ※詳しくは、お気軽にお問い合わせください。
