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レアメタル レアアース 書籍

No.1621

 
★レアメタルを使わずに同じ性能を持つ材料をどう作るのか−
  最新データと研究成果をもとに、代替技術開発の着眼点・ヒントをまとめた希少な一冊!
  レアメタル・レアアースの
代替材料開発【最新資料集】


−脱・省レアメタルの研究開発の狙いどころ−
発 刊:2011年7月29日  体 裁:B5判 275頁  定 価:80,000(税抜)

■ 本書のポイント
◎脱レアメタルの最新成果を掲載!今後の研究開発の方向性を掴む
 ・今、研究中の「代替材料候補」とその最新成果を掲載
 ・少量で同じ性能を引き出す「省利用技術」今後の技術開発アプローチを詳解

◎主要レアメタル15種を「代替材料開発の視点」から詳解
 ・代替材料開発の視点で見た各元素の組成、性質
 ・各用途で求められる特性、性能
 ・代替材料開発の考え方、着眼点、開発の方向性
 ・技術的課題と解決への目標レベル
◆レアメタルと同じ機能をありふれた材料から作り出す注目の「代替技術」の最新事例!◆
【透明電極】
 ITO向けインジウムの代替材料、使用量低減技術
【研磨パッド】
 Ceの利用低減/代替を実現した新規研磨パッド
【モータ】
 レアアースを使わない磁石の開発動向
【超硬工具】
 タングステン、コバルト代替技術
【蛍光体】
 希土類を含まない、蛍光体材料の開発動向
【触媒】
 白金の触媒性能に匹敵する代替材料開発
【リチウムイオン電池】
 主力の電極材料に替わる材料の探索
■ 執筆者(敬称略)
(独)石油天然ガス・金属鉱物資源機構
国士舘大学
東北大学
大阪大学
新日本製鐵(株)
岩手大学
愛媛大学
関西大学
元CBMMアジア(株)
(独)産業技術総合研究所
東北大学
(独)産業技術総合研究所
阿部 幸紀
岡田 繁
宍戸 統悦
町田 憲一
長野 研一
山口 勉功
次田 泰裕
芝田 隼次
今葷倍 正名
原 重樹
村松 淳司
三上 祐史
キャボットスーパーメタル(株)
(独)物質・材料研究機構
東京大学大学院
(独)物質・材料研究機構
東京大学
東京工業大学
(独)物質・材料研究機構
(独)物質・材料研究機構
(財)ファインセラミックスセンター
(独)産業技術総合研究所
立命館大学
新潟大学
東京工業大学大学院
泉 知夫
御手洗 容子
長谷川 哲也
宝野 和博
小倉 賢
柿本 雅明
阿部 英樹
有賀 克彦
松原 秀彰
松本 章宏
谷 泰弘
戸田 健司
菅野 了次
■ 目  次  
■ 第1章 主要レアメタル・レアアースの特性・用途と代替材料開発の動向・課題


◇ 第1節 リチウム

1.リチウムの資源量
2.南米のリチウム資源の有力な塩湖
3.炭酸リチウム(Li2CO3)の製造法
4.生産コスト
5.用途
6.品質
7.リチウム製品価格
8.リチウム生産量の拡大計画
9.リチウム製品のリサイクル
10.代替材料開発の動向・課題


◇ 第2節 ホウ素

1.ホウ素の性質
 1.1 ホウ素の物理・化学的性質
 1.2 ホウ素の原料
 1.3 ホウ素の生産国
2.ホウ化物の性質
 2.1 ホウ化物の種類と結晶構造
  2.1.1 金属過剰ホウ素化合物の性質と特徴
  2.1.2 ホウ素過剰ホウ化物の性質と特徴
 2.2 ホウ化物の合成方法
  2.2.1 金属とホウ素の直接合成法
  2.2.2 金属酸化物とホウ素の熱還元反応法
  2.2.3 金属酸化物とホウ素或いは炭化ホウ素(または炭素)による炭素存在下での熱還元法
  2.2.4 金属酸化物の金属による熱還元法
  2.2.5 金属酸化物と無水ホウ酸の混合粉末の炭素熱還元法
  2.2.6 金属元素とホウ素の混合粉末にハロゲン化物を介在した合成
  2.2.7 メカノケミカルを経由したホウ化物の作製
  2.2.8 溶融塩電解法
  2.2.9 気相析出法
  2.2.10 Czochralski法
  2.2.11 アークベルヌーイ法
  2.2.12 浮遊帯溶融(フローティング・ゾーン・メルト)法
  2.2.13 金属フラックス法
 2.3 ホウ化物の応用と用途


◇ 第3節 希土類

1.希土類とその特徴
2.資源および原材料の生産、供給動向
3.用途と関連材料
4.省希土類技術
 4-1 永久磁石
 4-2 蛍光体
 4-3 その他
5.脱希土類技術
 5-1 永久磁石(フェライト磁石など)
 5-2 レアアースフリーモータ
 5-3 その他
6.今後の展望


◇ 第4節 バナジウム

1.需要・供給状況と見通し
2.組成・特性・性質
3.用途について


◇ 第5節 マンガン

1.需要・供給状況と見通し
2.組成・特性・性質
3.用途について


◇ 第6節 コバルト

1.需要・供給状況の見通し
2.特性・性質
3.用途とマテリアルフロー
 3.1 二次電池
 3.2 特殊鋼・超合金
 3.3 超硬工具
 3.4 磁性材料
 3.5 触媒
 3.6 その他
4.代替材料と研究開発の動向
 4.1 リチウム二次電池 の正極材料
 4.2 超合金に関する研究
 4.3 超硬工具に関する研究


◇ 第7節 ニッケル

1.ニッケルとは?
2.需要と供給
 2.1 全般
 2.2 生産
 2.2.1 陸上資源
  2.2.2 海底資源
3.用途について(代替材料開発の視点から)
 3.1 現状
  ・ステンレス鋼、特殊鋼
  ・電池
  ・触媒
  ・磁性材料
  ・メッキ材料
 3.2 用途先と使用量
4.代替材料開発の動向・課題と開発の着眼点・ヒント
 4.1 現状技術と研究開発の動向(これまでどんな材料が検討されてきたのか)
  4.1.1 ステンレス
  4.1.2 二次電池
  4.1.3 積層セラミックコンデンサー(MLCC)
 4.2 代替材料開発の考え方・ヒントと開発の方向性
  4.2.1 ステンレス
  4.2.2 二次電池
  4.2.3 MLCC


◇ 第8節 ジルコニウム

1.需要・供給の状況
2.用途について
3.用途別の需要動向
4.リサイクル関連
5.代替材料開発の動向・課題


◇ 第9節 ニオブ

1.需要と供給
2.製造法と組成・特性および用途
 2.1 フェロニオブ(FeNb)
 2.2 工業純度の5酸化ニオブ
 2.3 金属ニオブ
 2.4 ニッケルニオブ(NiNb)と 高純度フェロニオブ(VG-FeNb)
 2.5 高純度5酸化ニオブ(HP-Nb2O5)
 2.6 電子材料、生体材料としてのニオブとニオブ化合物
3.主な用途におけるニオブの役割とその代替技術の評価
 3.1 鉄鋼用フェロニオブ(FeNb)
 3.2 耐熱ニッケル基超合金用NiNbとVG-FeNb
 3.3 超伝導用金属Nbと金属間化合物
 3.4 光学用高純度5酸化ニオブ
 3.5 触媒用のニオブ化合物
 3.6 電子部品
 3.7 生体材料
4.代替材料と代替技術の展望
 4.1 標準グレードフェロニオブ
 4.2 その他のニオブ製品


◇ 第10節 パラジウム

1.需要・供給状況と見通し
 1.1 需要
 1.2 供給
 1.3 マテリアルフロー
2.特性・性質
3.用途について
 3.1 自動車排ガス処理触媒
 3.2 電子機器
 3.3 化学産業
 3.4 歯科材料
 3.5 宝飾品
 3.6 その他(水素分離膜など)
4.代替材料開発の動向・課題と開発の着眼点・ヒント
 4.1 自動車排ガス処理触媒
 4.2 歯科材料
 4.3 水素分離膜材料


◇ 第11節 インジウム

1.透明導電膜用ITO
2.ITO粒子合成
3.ITO代替材料


◇ 第12節 テルル

1.需要・供給状況と見通し
2.特性・性質
3.用途について
 3.1 快削鋼用途
 3.2 化学工業用
 (1)ゴムの加硫促進剤用途
 (2)ガラスの着色剤用途
 3.3 感光体および電子材料用
 (1)感光体用途
 (2)熱電変換材料
 (3)光ディスクメモリ用途
 (4)太陽電池用途
2.代替材料開発の動向・課題と開発の着眼点・ヒント


◇ 第13節 ハフニウム

1.需要と供給
 2.1 ジルコニウム・ハフニウムの分離法3),4)
  2.1.1 塩酸-チオシアン酸塩-MIBK
  2.1.2 硝酸-TBP
  2.1.3 硫酸-TOA
  2.1.4 高純度化など
3.ハフニウム金属の用途
4.リサイクル


◇ 第14節 タンタル

1.タンタルの特性
2.タンタルの用途 
 コンデンサー、酸化物、炭化物、合金添加材、ミルプロダクト(展伸材など)
3.タンタルの資源
4.タンタルの製造工
 4.1 コンデンサー用タンタル粉末
 4.2 ミルプロダクト
5.タンタル電解コンデンサーについて
 5.1 タンタルコンデンサーの説明
 5.2 タンタルコンデンサー用粉末の開発経過と現状


◇ 第15節 白金

1.需要・供給状況と見通し
2.品位・特性
3.用途について
 3.1 各用途先とその使用量
 3.2 用途別の需要動向
 3.3 マテリアルフロー
 3.4 各用途における要求特性・性能
4.代替材料開発の動向
 4.1 現状技術と研究開発の動向
 4.2 代替材料開発の方向性

 
■ 第2章 レアメタル・レアアースの代替材料・使用量低減技術の最新開発動向

◇ 第1節 ITO代替としての二酸化チタン系透明電極材料の開発

1.透明導電体とは
2.二酸化チタン系透明導電体
3.二酸化チタン系透明導電体の特徴
4.他のドーパント
5.二酸化チタン系透明導電膜のスパッタ合成
6.配向制御
7.プラスチック基板上への成膜

◇ 第2節 ジスプロシウムを使わない高保磁力ネオジム磁石の開発動向

1.焼結磁石の高保磁力化
2.HDDR磁石の保磁力


◇ 第3節 白金代替が期待されるコバルト酸化物の酸化触媒能

1.コバルト酸化物触媒の一酸化炭素酸化能
2.Co3O4の結晶格子と結晶面[3-7]
3.CO酸化のメカニズム
5.アルカリ金属ドープによる仕事関数への影響
6.アルカリ金属ドープによる酸素脱離の促進
7.アルカリ金属ドープによるCo3+の還元の促進
8.Co3O4へのアルカリ金属ドープによる耐熱性,耐水熱安定性の向上


◇ 第4節 白金代替カーボンアロイ触媒の開発
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◇ 第2章 ◇ 第4節の本文中に、不適切な内容が含まれておりました。
深くお詫び申しあげます。
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1.背景
 1.1 燃料電池とカーボンアロイ触媒
 1.2 想定される用途
2.研究の歴史と活性点構造に関する議論
 2.1 金属が酸素還元活性点であるとする主張
 2.2 炭素自身が酸素還元活性を有するという考え方
 2.3 遷移金属種を用いない調製
 2.4 カーボンアロイ触媒という呼称
3.触媒調製法と触媒活性
 3.1 既製のカーボン材料に活性成分を担持する調製法
 3.2 カーボンそのものを調製する方法


◇ 第5節 レアメタル使用量削減へ向けた熱凝集耐性排ガス触媒の開発

1.排ガス触媒の構造と清浄化反応
 1.1 排ガス清浄化反応
 1.2 排ガス触媒の構造
2.排ガス触媒の技術的課題と従来のアプローチ
 2.1 排ガス触媒の技術的課題
 2.2 熱凝集抑制に対する従来のアプローチ
3.ボトムアップアプローチによる熱凝集の克服
 3.1 ボトムアップアプローチによる触媒合成


◇ 第6節 炭化タングステン基超硬合金の代替材料のための炭窒化チタン基サーメットの開発

1.タングステンと超硬合金
2.サーメットの開発


◇ 第7節 超硬切削工具におけるコバルト代替技術

1.結合相であるCoのFeAlへの代替化
2.WC-FeAlの高強度化技術の確立
3.WC-FeAlへのDLCコーティングと密着性
4.WC-FeAlの真空焼結技術
5.WC-FeAlに関する産学官プロジェクト


◇ 第8節 ガラス研磨用セリウム使用量低減技術の開発

1.酸化セリウムの特異性と開発戦略
2.有機無機複合砥粒による使用量低減
3.多孔質エポキシ樹脂研磨パッドによる使用量低減


◇ 第9節 希土類を含まない蛍光体材料の開発動向

1.蛍光体中の発光イオンの特徴
 1.1 希土類イオン
 1.2 遷移金属イオン
 1.3 錯イオン形発光中心


◇ 第10節 コバルト代替リチウム電池正極材料の開発動向

1.リチウム電池
2.リチウム電池の現状
3.リチウム電池とは
4.コバルト代替リチウム電池正極材料

 

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