吸熱雰囲気は、炭化水素ガスと空気の混合物を、高温で触媒を含むコンバーターまたはジェネレーターに通すことによって作られる制御された環境である。
このプロセスにより熱を吸収する雰囲気になるため、熱を消費する化学反応を意味する「吸熱」という用語が使われる。
答えの要約
吸熱雰囲気は、触媒の存在下での炭化水素ガスと空気の不完全燃焼によって生成される熱を吸収する環境である。
窒素、水素、一酸化炭素、少量の水蒸気と二酸化炭素を含む特定の組成が特徴である。
この雰囲気は適応性が高く、焼結、光輝焼入れ、焼鈍など様々な熱処理工程に合わせて調整することができる。
詳細説明
1.調製と組成：
吸熱雰囲気は、空気と混合された炭化水素ガス（メタンやプロパンなど）の不完全燃焼によって形成され、その量は理論空気必要量の半分以下である。
この混合物は触媒の存在下、高温で処理される。
典型的な組成は、窒素約39％、一酸化炭素約20％、水素約39％で、水蒸気、二酸化炭素、残留メタンなどの微量成分が含まれる。
2.機能性と調整可能性：
吸熱大気の主な利点は、その柔軟性と調整可能性である。
空気と原料ガスの比率を変えることで、CO、CO2、H2、H2O、CH4などの成分の相対量を制御することができる。
これにより炭素ポテンシャルを調整することができ、さまざまな熱処理プロセスに適した雰囲気にすることができる。
混合ガス自体が連続燃焼を維持するには不十分な熱を発生するため、外部からの熱供給は反応を維持するために極めて重要である。
3.用途
吸熱雰囲気は、非鉄金属の焼結、光輝硬化、焼きなましなど、還元環境が有益な工業プロセスで広く使用されている。
また、金属部品のろう付けや炭素修復にも利用される。
米国ガス協会は、さまざまな産業用途での使用を標準化するために、これらの雰囲気を分類している。
4.発熱性雰囲気との区別：
反応の開始と維持に外部からの熱を必要とする吸熱雰囲気とは異なり、発熱雰囲気は反応中に熱を放出する。
発熱性雰囲気は通常、熱処理プロセスでは使用されないが、その代わりに、銅のアニールなど、意図的な表面酸化が必要な場合に採用される。
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