特殊金属製品 (Energetic Materials)

メタル製品は火工品、冶金、ゲッター、水素発生、乾燥剤として、バッテリー業界、有機合成など様々な工業用途で使用されています。

火工品

チタンやジルコニウムは粉末の状態では極めて高い耐腐食性を有し、他の金属粉末とは異なり、通常の保管条件において長期間にわたり安定しています。 この安定性とともに、若干高い温度での高い化学反応性も有しています。 空気中での燃焼は急速で、大量の熱と光を発します。 チタンとジルコニウムは、酸化剤 (例: KClO4、Ba(ClO4)2) と混合すると、簡単に点火でき、おびただしい数の高温の粒子を放出しながら高いエネルギー出力を発生するとても安定した混合物になります。こうした性質から、粉末のチタンとジルコニウムは、起爆素子の燃料として非常に有用です。 チタンとジルコニウムは、自動車のエアバッグの点火具やインフレータなど、さまざまな用途のスクイブや点火装置の熱源となっています。

一部の火工品用途では、チタンやジルコニウムは、それぞれTiH2 や ZrH2 などの水素化物で使用されています。

ジルコニウム/ニッケル合金は、安定的に燃焼速度が遅いため、延時薬の化薬として使用されています。 また、ジルコニウム/ニッケル合金と酸化剤との混合物はガスを生成せずに燃焼します。

冶金

アルベマールのメタル製品は、特殊合金の製造に適しています。 ジルコニウムまたは水素化ジルコニウムを合金鋼に加えると、合金の高温安定性が改善し、金属バリウムの混合物を加えると鉛合金の強度が高まります。金属バリウムは脱酸素および還元特性があります。このような特性は金属精錬業界で利用されています。金属チタン粉末は、金属粉末射出成型によるチタン部品製造の原料として使用されています。 チタンは、磁気ヒステリシスに影響を与えます。 よって、当社の金属チタン粉末および水素化チタン粉末は、アルニコ磁石（Al-Ni-Co）の製造で使用されます。 金属チタン粉末は、粉末冶金の脱酸剤として、反応性はんだやろう付 (例: ガラスやセラミックスの金属との接合) でも使用されています。合金用途以外でも、チタン/銅合金は非金属のメタライゼーションコーティングで使用されます。 水素化カルシウムは、高温で耐熱性酸化物を金属に還元します。

ゲッター

ゲッターは高真空装置や真空管のポンプ、そしてガスの精製など広範囲に使用されています。 ゲッターは次の2つのカテゴリに分類されます。

蒸発性ゲッター

蒸発性ゲッターは、テレビやコンピュータモニタのブラウン管を高真空にし、その状態を保つために使用されます。 現在その他の用途としては、低圧ディスチャージランプや蛍光表示管があります。 当社のバリウムはブラウン管や低圧ディスチャージランプ、蛍光表示管などの動作温度で蒸気圧が低いため、特に蒸発型ゲッターに特に適しています。 バリウムは、酸素、窒素、水素、二酸化炭素および水蒸気などの不要な気体と反応が高く、不活性ガスの残渣除去にも使われます。

非蒸発性ゲッター

非蒸発性ゲッターは主に白熱灯や高圧ディスチャージランプ、メタルハライドランプ、その他の産業用途で使用されます。 これらのゲッターは物理蒸着（PVD）で必要な真空を維持するためにも使用されます。 真空装置においてチタンやジルコニウムをゲッターとして使用した場合、ゲッターは加熱により活性化し、蒸発させることなくガス状不純物を直接吸収します。

バッテリー業界

金属リチウムは、軽量、かつ高い電気化学的電位（－3.024V)を有しており、バッテリー材料として非常に適しています。重量エネルギー密度　3.86Ah/gが可能で、これはアルカリバッテリー比で最高５倍となります。リチウムバッテリーは、軽量、高容量に加え、低自己放電（約１％/年）や広域動作温度（ －60 ℃ から ＋100℃）も既存のアルカリバッテリーにない大きな特徴です。

有機合成

プロトン化剤を添加してベンゼン誘導体の部分還元により1,4-シクロヘキサジエンを生成する反応はバーチ還元と呼ばれます。通常プロトン化剤としてアルコール（EtOH、tert-BuOH）、アミン、H2O、またはNH4Clが使用されます。電子吸引性置換基が反応を促進するため、電子放出性置換基のある基質と比較した場合、アルコールは必ずしも必要ではありません。ベンゼン誘導体の部分還元で反応性が低い場合、金属リチウムの使用が推奨されます。バーチ還元よりも選択性は低下するものの、より強力な還元法として溶媒に第１級アミンと金属にリチウムを用いたベンケサー還元が知られています。リチウムはアミンに対する溶解性が高いため使用されており、最もよく使われるアミンはエチルアミンとエチレンジアミンです。反応性の高さは液体アンモニアに比べ反応温度が高いことから説明できます。もう一つの利点として、多くの有機化合物は液体アンモニアよりアミンへの溶解性が高いことがあげられます。なお、ナトリウムをアミンに溶解させる還元は、ナトリウムのアミンに対する溶解度が低いため適しません。

水素化物

乾燥剤や水素発生のツールとしての、水素化カルシウムの詳細については、ここをクリックしてください。

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