フルヤ金属の製品

グローバルニッチ企業(通産省)に選定されたことを知り株を買いました。ドロナワ的にあとから調べています。以下調べたことのメモです。

フルヤ金属は白金族元素専業

白金族元素を扱う会社。

白金族元素 - Wikipedia

高校まで勉強した化学の知識で理解してみます。

iseri – http://www.chiba-kc.ac.jp/user/~iseri/siryo/atom.pdfより引用

周期表の第5-6周期の第8.9.10族に位置するルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム、白金の総称を白金族元素、Platinum Group Metal(以下PGM)といいます。フルヤ金属はPGMを扱う会社です。PGMはいずれも貴金属で水とは反応せず、酸や塩基に侵されにくい性質を持ちます。

貴金属とは?他と化合物を作りにくいという性質を持つもの

そもそも貴金属とは珍しい高価な金属という意味だけではなくて”化学的性質(他と化合物を作りにくい)という性質を持つもの。上記白金族元素+金+銀+レニウムを貴金属といいます。noble metalが英訳・・下衆とは交わらない(=化学反応しない)貴族的な感じですかネ。

Tomihahndorf, CC 表示-継承 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1740953による

貴金属の定義は別にもあって、イオン化傾向の並びから銅と水銀を含めることもあります。

白金族元素の性質、耐酸性、融点が高い、電気をよく通す、化学反応を促進する。

ルテニウム、ロジウム、パラジウム、これら3つをパラジウム類(第5周期の8.9.10族)、これらとオスミウム、イリジウム、プラチナの6つを白金族元素といいます。耐酸性、融点が高い、電気をよく通す、化学反応を促進する、これらの性質を利用して、部品製造装置の素材づくりに利用されます。イリジウム自体は化合しないでジッと見守って反応しないでいてくれます。

ハードディスクドライブ、半導体素材、太陽電池素材、有機ELやスマホのノイズ対策用SAWフィルターなどの製造用材料にも使われ、製造用材料を作るための装置の素材に使われます(例えばイリジウムるつぼ)。

スパッタリングや合金化などを駆使して希少金属を無駄なく扱う

スパッタリングとはなんぞや。。。。

金属表面に高エネルギー粒子を当てると金属表面から原子が飛び出すことをsputter(スパッタ)と言います。真空めっきとも言います。薄膜を作る方法で、半導体の成膜に使われます。これをスパッタリング。

上記動画より引用

スパッタリングと蒸着は違うのか。アルゴンガス介在のスパッタリング。蒸着は真空内。

工業用語「蒸着!」と叫びながら変身する宇宙刑事ギャバン。ギャバンはコンバットスーツを0.05秒で蒸着する。蒸着とスパッタリングは似ているが違うのか?

記録媒体の磁気テープ(カセットテープ)製造において、磁性体薄膜は、塗布、蒸着、スパッタの3方法で製造される。子供の頃、宇宙刑事ギャバンとカセットテープの製造方法「蒸着」が同じであることはCMでおぼろげに知っていました。

飛び出した分子を薄膜にしていくのは蒸着もスパッタも同じです。ただ、

蒸着は、真空中で材料に電子ビームをあてて分子化する。

スパッタはチャンバー内に充填されたArガスに電気を通してイオン化しそれを材料にあてて材料を分子化する。

違いのポイント:蒸着よりスパッタのほうがエネルギーが大きい。

詳説:スパッタのほうがエネルギーが大きいのでくっつきがいい。スパッタの方は合金の成分比を変えないで分子を飛び出せる。スパッタのほうがエネルギーが大きいので高融点材料でも使用できる。蒸着は蒸発源が点であるため大面積に向かず、大面積ならスパッタのほうがいい。スパッタはエネルギーが大きいので基盤が壊れることがあること、仕組みが複雑なこと、それからスパッタのほうが製造時間がかかることが短所。

余談:もし宇宙刑事シリーズ続編を出すならば「スパッタリング!」だろう。だが宇宙刑事ギャバンの「蒸着」ならそこそこ剥がれがいいが、スパッタリングで装着したコンバットスーツはくっつきが良すぎて脱ぐのに時間がかかりそうだ。おしっことか間に合わないかもな。。。

白金族元素は南アフリカ産

JOGMEC資料より引用。

PGMメジャーAnglo American Platinum(Amplats)社、Impala platinum(Implats)社、及びSibanye-Stillwater(Sibanye)社

2020年では世界のプラチナ鉱山生産4.94百万ozの約65%を南アフリカが占めています。南アフリカにとって海外輸出高のトップで重要です。昨今PGM価格は上がっています。コロナ禍で、露天掘り以外の鉱山が操業停止したものの今は戻っており需要も高いので決算は良い見込みのようです。(世界的な全体の流れとしては露天掘りから坑内掘り鉱山に移行している)

http://mric.jogmec.go.jp/reports/mr/20210716/157204/ より引用。Ir, Ru, RhではImpala Rustenburgの占める割合が高い。

Impala Platinum Holdings Limited(インパラ・プラチナ・ホールディングス)をIMPLATS社と呼びます。

金鉱脈の見つけ方

金鉱脈を見つけるために貫入岩(冷え固まったマグマ)が目安になります。マグマの熱により十分に温められた地下水が、大規模に循環し始めます。この熱水にマグマから分離した、金を含む熱水が加わり、地下の岩盤の割れ目を通って地表に湧き出します。その途中で、金は石英と共に割れ目に沈殿し、金を含んだ石英脈ができます。このような場所を金鉱床といいます。(九州大学HPより)

熱水でできるから熱水金鉱床。床って言うけど岩の割れ目を縦に上がっていくものは縦長で床というより壁のよう。貫入岩の地表側をさがしゃあええんじゃわ、これならわしでもできそうじゃな。このあとちょっと金鉱脈探してきます。

Implats
Implats is one of the world's foremost producers of platinum and associated platinum group metals (PGMs). Implats is structured around five main operations. Our...

インプラッツ社HPの説明に、グレートダイク岩体(ジンバブエを南北に走る貫入岩)の記載。下図の黄緑の苦鉄鉱脈として示されるところに鉱山があります。

https://en.wikipedia.org/wiki/Great_Dyke より引用

The Great Dyke

The Great Dyke is a 2.5 billion-year-old layered mafic-ultramafic body that intruded into Zimbabwe’s Archaean granites and greenstone belts. It bisects Zimbabwe in a north-north easterly trend. Much of the mafic sequence has been removed by erosion, and the Dyke is exposed as a series of narrow, contiguous layered complexes or chambers. The Main Sulphide Zone (MSZ) is host to economically exploitable PGMs and associated base metal mineralisation — the PGMs occur along with gold, copper and nickel in the MSZ.

Implats’ operations on the Great Dyke comprise Zimplats’ Ngezi Mine southwest of Harare and Mimosa, a joint venture between Implats and Sibanye-Stillwater situated east of Bulawayo.

https://www.implats.co.za/stories/diverse-geological-settings.php

参考 https://www.researchgate.net/publication/268274871_Epithermal_gold_deposits_Styles_characteristics_and_exploration

フルヤ金属の製品(電子部門)

イリジウムるつぼ 2400度の高い融点をもつため単結晶製造に使われます。LEDの基板になる人工サファイヤ製造、スマートフォンなどのSAWフィルター(特定の周波数帯域の電気信号を取り出す素子)に使われるリチウムタンタレートの製造にも使われます。

この壺の中でサファイヤができる。この壺の中でタンタル酸リチウムの塊ができる。
表面弾性波フィルターの模式図

参考 SAWフィルターの構造。SAW Surface Acoustic Wave

自動車や航空宇宙分野で実用化されているFSWにおいて耐熱・耐摩耗性に優れるイリジウム合金ツールが使われます。

FSW フリクションステアウェルディング:摩擦攪拌接合(摩擦撹拌接合、まさつかくはんせつごう)とは、先端に突起のある円筒状の工具を回転させながら強い力で押し付けることで突起部を接合させる部材(母材)の接合部に貫入させ、これによって摩擦熱を発生させて母材を軟化させるとともに、工具の回転力によって接合部周辺を塑性流動させて練り混ぜることで複数の部材を一体化させる接合法。英語ではFSW(Friction Stir Welding)と呼ばれ、直訳した摩擦攪拌溶接という用語が利用される場合もある。

下の動画でグリグリ当ててるところに耐熱、固く、金属反応しないイリジウム合金が使われている。

強化白金GS-FPO:高性能レンズや液晶パネルのガラス溶解用装置に使われる。

SAWフィルターはノイズフィルター

すだれ状電極に交流電圧を印加すると圧電効果により、隣り合う電極間の圧電基板にひずみが生じ表面波が励振されます。つまり電気信号を固有の波長の振動に変えて、表面波とします。検出用電極ではその周波数の振動を電気信号に変換します。特定の周波数の信号を検出するフィルタの役目を果たします。

3分でわかる技術の超キホン SAWフィルタ | アイアール技術者教育研究所 | 製造業エンジニア・研究開発者のための研修/教育ソリューション
電子回路を構成する部品に、「SAWフィルタ」があります。 SAWフィルタという部品名は聞いたことがないという方も多いでしょう。 しかし、現在、スマートフォンや携帯電話には必ずと言っていいほど使われている部品なのです。 今回は「SAWフィルタ」の概要についてみていきましょう。 1.SAWフィルタとは? "SAW"とは、S...

クリープ強さとは

フルヤ金属のガラス溶解に使用されるプラチナ製品、 強化白金GS-FPOの特徴「クリープ強さ」とは。クリープ(creep)は、物体に持続応力が作用すると、時間の経過とともに歪みが増大する現象。主に高温環境下における材料の変形を説明するために用いられます。塑性変形が時間に依存しないのに対し、クリープ変形は時間が経つほど変位量が増えます(時間依存性がある)。

フルヤ金属の製品(薄膜部門)

スパッタリングターゲット

https://furuyametal.jp/sputtering-targets/

磁性体 ハードディスクとハードディスクヘッド Ru ルテニウムやPt プラチナ合金膜が使われます。

フラットパネルディスプレイ タッチパネル 有機ELディスプレイ 銅薄膜が使われます。

長くなり恐縮です。最後まで読んでいただきありがとうございます。

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