材料選択と設計

アルミニウム合金の製造エネルギーを、鉱石からつくる新地金では1 kgあたり200 MJ、スクラップを溶かし直す再生地金では1 kgあたり15 MJとする。再生地金を質量で60%含む材料の、1 kgあたりの製造エネルギーはどれに最も近いか。

  1. A約108 MJ
  2. B約126 MJ
  3. C約89 MJ
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正解:C. 約89 MJ

新地金が40%、再生地金が60%なので、加重平均は 0.40 × 200 + 0.60 × 15 = 80 + 9 = 89 MJ/kg です。再生地金の割合を増やすほど、製造エネルギーは新地金だけのときより大きく下がります。約108 MJ は割合を考えずに (200 + 15)/2 と単純に平均した値、約126 MJ は割合を逆にして 0.60 × 200 + 0.40 × 15 とした値です。アルミニウムは製錬に大量の電力を使う一方、溶かし直すのに必要なエネルギーは新地金の1割以下なので、リサイクルの効果が特に大きい金属です。ただし、展伸材の合金はスクラップに混ざった元素の影響を受けやすいので、合金の種類ごとに分別して回収することが品質を保つうえで大切です。

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