窒素VSアルゴン

Question

工場勤務（37）です。高熱溶融金属の酸化防止のため窒素ガスを使うか
アルゴンガスを使うかで迷っています。アルゴンガスの方が窒素ガスより酸化防止には効果があると聞きましたがアルゴンは酸化物がなく、窒素には窒素酸化物があり溶融金属の中の酸素を奪うので窒素ガスの方が効果的なようにも思いますがいかがでしょうか。この考え方が誤りでしたら是非ともご指摘をお願いします。

takashou · Accepted Answer

高熱溶融金属の酸化防止ということは雰囲気ガス、シールドガスということでよろしいでしょうか？窒素を使うと金属に対して窒化という現象を引き起こす可能性があると思います。窒化は金属を脆くしますのであまり好ましい現象では無いと思います。アルゴンは窒素と違い化合物は一切出来ませんので安心のような気がします。「アルゴンには酸化物がなく、窒素には窒素酸化物があり・・・」良く意味がわかりませんがガスに含まれる不純物を指しておられるのでしょうか？窒素、アルゴン共に含まれる不純成分で一番多いのは酸素であり、生産工場では0.1ppm以下というレベルで管理しています。そかの不純成分は殆ど無いと言っても過言ではありません。なぜなら分析計で測定できるレベルにないからです。私個人的な意見として窒素よりアルゴンを使うほうが溶融金属の品質を変化させることが無く酸化防止できると思います。

kikeba · Answer

高熱溶融金属については分かりませんが、質問を読んで
感じたことを書きます。
窒素とアルゴンガスの酸化防止効果には、
二通り意味があるようですね。
ひとつは不活性な性質なので、酸素を含む空気を置換して
酸化を防止する。
もうひとつは、ガス自体が酸化される還元剤として働き、
不純物の金属酸化物を還元する力という効果。
ただ、還元剤として働く効果が窒素にどの程度あるか分かりません。
一般的な知識では窒素は不活性ガスとしてと扱います。
実験ができるなら、不活性ガスではなくて
還元性ガスを用いて、金属の性質を測定されてはいかがでしょう。

leo-ultra · Answer

どんなガスでも微量ながら不純物を含んでいます。
アルゴンガスにしろ窒素ガスにしろ
酸素を微量ながら含んでいるはずです。

いやらしいのはppm濃度の酸素不純物でも金属の種類によっては充分な酸化物を作る場合があることです。

あまり確かな知識ではないですが、
経験的に窒素ガスに含まれる酸素不純物の濃度は、アルゴンに含まれる酸素不純物濃度よりも一般的に多いような気がします。

理由は知りません。製造工程によるものでしょうか？

まあ、ここでいう経験というのは実験室ベースの話で、工場では事情が違うかもしれませんが。

あとは、アルゴンの方が窒素よりだいぶ値段が高いと思いますが、その点は？

inorganicchemist · Answer

金属窒化物の生成の可能性もありますよ。

marumets · Answer

酸化防止のためにガスを使うときに大気（酸素を含む）との比重差が問題となる場合があります。

アルゴンは比重が大きいので、割と簡単に大気と置換し、アルゴンの雰囲気を保ちやすいのですが、窒素は、もともと大気の主成分であることからもわかるように大気との比重差が少ないため、置換しにくいのです。

このため、アルゴンのほうが窒素より酸化防止効果があるという話がでてきたのでしょう。

完全な密閉状態で充分置換させた場合には、おっしゃる効果も影響するでしょう。

doc_sunday · Answer

窒素酸化物は温度により安定であるかどうか決まります。溶融金属の温度により安定でなければ化合物になりません。
そこまで調べてから窒素を使うかどうかお決め下さい。
アルゴンにはこのような考慮は必要有りませんが大量になると値段が問題になるでしょう。
m(_ _)m

窒素VSアルゴン

高熱溶融金属の酸化防止ということは雰囲気ガス、シールドガスということでよろしいでしょうか？窒素を使うと金属に対して窒化という現象を引き起こす可能性があると思います。

高熱溶融金属については分かりませんが、質問を読んで

どんなガスでも微量ながら不純物を含んでいます。

金属窒化物の生成の可能性もありますよ。

酸化防止のためにガスを使うときに大気（酸素を含む）との比重差が問題となる場合があります。

窒素酸化物は温度により安定であるかどうか決まります。

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