Details of the Researcher

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Keijiro Saito
Section
Graduate School of Engineering
Job title
Assistant Professor
Degree
e-Rad No.
10994014

Research History 3

  • 2026/04 - Present
    Tohoku University　Department of Metallurgy, Graduate School of Engineering　Assistant Professor

  • 2024/04 - 2026/03
    The University of Tokyo　The Graduate School of Engineering, Department of Materials Engineering　Assistant Professor

  • 2021/04 - 2024/03
    Kyoto Univeristy　Graduate School of Energy Science　JSPS Research Fellowship for Young Scientists DC1

Education 3

  • Kyoto University　Graduate School of Energy Science　Department of Energy Science and Technology

    2021/04 - 2024/03

  • Kyoto University　Graduate School of Energy Science　Department of Energy Science and Technology

    2019/04 - 2021/03

  • Kyoto University　Faculty of Engineering　School of Engineering Science

    2015/03 - 2019/04

Committee Memberships 1

  • 日本鉄鋼協会 高温プロセス部会 若手フォーラム　委員

    2026/01 - Present

Professional Memberships 2

  • THE JAPAN INSTITUTE OF METALS AND MATERIALS

  • THE IRON AND STEEL INSTITUTE OF JAPAN

Research Interests 4

  • thermal conductivity

  • molten oxide

  • high-temperature physical property of melts

  • Chemical thermodynamics

Research Areas 2

  • Nanotechnology/Materials / Basic physical chemistry / Thermochemistry

  • Nanotechnology/Materials / Metals and resources production /

Awards 3

  1. SAWAMURA AWARD

    2023/03　The Iron and Steel Institute of Japan　Phase Relationship and Activities of Components in CaO-SiO2-Cr2O3 Ternary Sytem at 1573K

  2. 努力賞

    2022/03　一般社団法人日本鉄鋼協会 第183回春期講演大会 ポスター発表　FexO-SiO2スラグ中のFexO活量に及ぼすMgO添加の影響

  3. 優秀賞

    2019/03　一般社団法人日本鉄鋼協会 第177回春期講演大会 ポスター発表　脱リンスラグ中のFexO活量の測定と溶体モデル

Papers 15

  1. Measurement of Thermodynamic Property of Tri-calcium Phosphate Using Phase Relation in the CaO–SiO2–P2O5 Ternary System Peer-reviewed

    Keijiro Saito, Kazuki Morita, Masakatsu Hasegawa

    Metallurgical and Materials Transactions B　57　2388-2397　2026/02/17

    Publisher: Springer Science and Business Media LLC

    DOI： 10.1007/s11663-026-03952-1 　

    ISSN： 1073-5615

    eISSN： 1543-1916

    More details Close

    Abstract The thermodynamic properties of Ca 3 P 2 O 8 at high temperatures were investigated using the CaO–SiO 2 –P 2 O 5 ternary phase relationship. The standard formation Gibbs energy of Ca 3 P 2 O 8 was measured at 1473 K to 1573 K by applying a chemical equilibrium method to the Ca 3 P 2 O 8  + CaSiO 3  + SiO 2 and Mg 3 P 2 O 8  + MgO oxide mixtures. The latter was used as a reference system for calibration to minimize intrinsic experimental errors. Additionally, a third-law analysis revealed excellent consistency between the measured Gibbs energy and literature data for the heat capacity and heat of formation of Ca 3 P 2 O 8 . Consequently, the standard Gibbs energy of formation of Ca 3 P 2 O 8 from CaO, P 2 , and O 2 was established as follows: $$3\text{CaO}\left(\text{s}\right)+{\text{P } }_{2}\left(\text{g}\right)+\left(5/2\right){\text{O } }_{2}\left(\text{g}\right)={\text{Ca } }_{3}{\text{P } }_{2}{\text{O } }_{8}\left(\text{s}\right)\Delta {G}^{\circ}/\text{kJ}\, {\text{mol } }^{-1}=-2306+0.562 T$$ .

  2. Criteria for Thermodynamic Properties of Transition Metal Oxides in Molten Slags Peer-reviewed

    Keijiro Saito, Kazuki Morita, Masakatsu Hasegawa

    Metallurgical and Materials Transactions B　56　5791-5799　2025/08/07

    Publisher: Springer Science and Business Media LLC

    DOI： 10.1007/s11663-025-03734-1 　

    ISSN： 1073-5615

    eISSN： 1543-1916

    More details Close

    Abstract Metallurgical slags often contain transition metal oxides such as iron and chromium oxides. These oxide components can exist in multiple valence states and are often considered the end members of solutions. This study investigates the unusual thermodynamic behavior of transition metal oxides in slags, where the activity of the oxide component remains greater than zero, even when its concentration is zero. This phenomenon cannot be described using conventional solution models that treat these oxides as end members. Therefore, considering the FeO–FeO1.5 binary system as an example, a novel formalism is proposed to describe the thermodynamic behavior of transition metal oxides by modifying the entropy of mixing in the conventional regular solution model. This new approach enables better prediction of slag properties for metallurgical processes.

  3. Chemical Reaction between Inclusion Compound of Ca12Al14O33 and Sulfur in Gas Phase Peer-reviewed

    Saito, K., Nagata, S., Kashiwaya, Y., Hasegawa, M.

    ISIJ International　63　(7)　1178-1184　2023/07/15

    DOI： 10.2355/isijinternational.ISIJINT-2023-033 　

    ISSN： 0915-1559

  4. Mixed modifier effect on thermal conductivity in CaO-MgO-SrO aluminoborate and CaO-MgO borosilicate melts Peer-reviewed

    Shun Yamada, Naohiro Tsuji, Keijiro Saito, Kazuki Morita

    Journal of Non-Crystalline Solids　688　124172　2026/09/01

    Publisher: Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.jnoncrysol.2026.124172 　

    ISSN： 0022-3093

  5. Effect of Iron Oxide on Sulfide Capacities of CaO–SiO2–FeO and CaO–Al2O3–FeO Ternary Systems Peer-reviewed

    Masakatsu Hasegawa, Keijiro Saito, Kosuke Awaya, Domu Mitsuyama

    ISIJ International　64　(15)　2144-2148　2024/12/30

    Publisher: Iron and Steel Institute of Japan

    DOI： 10.2355/isijinternational.isijint-2024-267 　

    ISSN： 0915-1559

    eISSN： 1347-5460

  6. Modification of the Activities of Components in Ca2SiO4–Ca3P2O8 Solid Solution at 1573 K Peer-reviewed

    Keijiro Saito, Masakatsu Hasegawa

    ISIJ International　64　(15)　2149-2155　2024/12/30

    Publisher: Iron and Steel Institute of Japan

    DOI： 10.2355/isijinternational.isijint-2024-243 　

    ISSN： 0915-1559

    eISSN： 1347-5460

  7. Effect of Iron Oxide Dissolution on Thermochemical Property of Solid Solution between Ca2SiO4 and Ca3P2O8 at 1573 K Peer-reviewed

    Keijiro Saito, Yoshiyuki Makino, Masakatsu Hasegawa

    ISIJ International　64　(6)　935-943　2024/04/15

    Publisher: Iron and Steel Institute of Japan

    DOI： 10.2355/isijinternational.isijint-2023-466 　

    ISSN： 0915-1559

    eISSN： 1347-5460

  8. Activity of Iron Oxide in Slag with Nepheline Syenite Added as a Flux Peer-reviewed

    Yusaku Sakamoto, Keijiro Saito, Masakatsu Hasegawa

    ISIJ International　64　(6)　901-908　2024/04/15

    Publisher: Iron and Steel Institute of Japan

    DOI： 10.2355/isijinternational.isijint-2023-452 　

    ISSN： 0915-1559

    eISSN： 1347-5460

  9. Sulfide Capacity and Activity of Iron Oxide in CaO–SiO2–FeO Ternary System at 1 573 K Peer-reviewed

    Awaya, K., Mitsuyama, D., Tamaki, K., Saito, K., Kashiwaya, Y., Hasegawa, M.

    ISIJ International　63　(5)　822-827　2023/05/15

    DOI： 10.2355/isijinternational.ISIJINT-2022-560 　

    ISSN： 0915-1559

  10. Solubility and Activity of Iron Oxide in Solid Solutions between Ca2SiO4 and Ca3P2O8 at 1573 K Peer-reviewed

    Keijiro Saito, Yoshiaki Kashiwaya, Masakatsu Hasegawa

    ISIJ International　63　(4)　631-638　2023/04/15

    Publisher: Iron and Steel Institute of Japan

    DOI： 10.2355/isijinternational.isijint-2022-514 　

    ISSN： 0915-1559

    eISSN： 1347-5460

  11. Phase Relationship and Activities of Components in CaO-SiO2-Cr2O3 Ternary System at 1573 K Peer-reviewed

    Kodai Iwahashi, Shuji Hashimoto, Ryohei Yamauchi, Keijiro Saito, Masakatsu Hasegawa

    108　(8)　440-448　2022

    Publisher:

    DOI： 10.2355/tetsutohagane.tetsu-2021-070 　

    ISSN： 0021-1575 1883-2954

  12. Thermochemical Properties of Copper-Iron-Sulfur Alloy as Reference Metallic Phase for Analyzing Resulfurization Peer-reviewed

    Naoya Matsushita, Kosuke Awaya, Keijiro Saito, Masakatsu Hasegawa

    ISIJ International　61　(12)　2929-2936　2021/12/15

    Publisher: Iron and Steel Institute of Japan

    DOI： 10.2355/isijinternational.isijint-2021-247 　

    ISSN： 0915-1559 1347-5460

  13. Phase Relationship and Activities of Components in CaO–SiO2–Cr2O3 Ternary System at 1573 K Peer-reviewed

    Kodai Iwahashi, Shuji Hashimoto, Ryohei Yamauchi, Keijiro Saito, Masakatsu Hasegawa

    ISIJ International　61　(5)　1404-1411　2021/05/15

    Publisher: Iron and Steel Institute of Japan

    DOI： 10.2355/isijinternational.isijint-2020-752 　

    ISSN： 0915-1559 1347-5460

  14. Reevaluation and Measurements of FexO Activities in FexO–CaO–SiO2 Pseudo-ternary System at 1573 K Peer-reviewed

    Keijiro Saito, Yusuke Oshima, Masakatsu Hasegawa

    ISIJ International　61　(3)　697-704　2021/03/15

    Publisher: Iron and Steel Institute of Japan

    DOI： 10.2355/isijinternational.isijint-2020-349 　

    ISSN： 0915-1559 1347-5460

  15. Activities of P2O5 in Solid Solutions between Di-calcium Silicate and Tri-calcium Phosphate at 1573 K Peer-reviewed

    Taihei Saito, Toru Nishimura, Keijiro Saito, Masakatsu Hasegawa

    ISIJ International　60　(12)　2780-2786　2020/12/15

    Publisher: Iron and Steel Institute of Japan

    DOI： 10.2355/isijinternational.isijint-2020-181 　

    ISSN： 0915-1559 1347-5460

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Misc. 7

  1. Reevaluation of Thermochemical Properties of Copper-Phosphorus Binary Alloy Peer-reviewed

    Keijiro Saito, Kazuki Morita, Masakatsu Hasegawa

    Proceedings Asia Steel 2024　628-630　2024/09

  2. Activities of components in Ca2SiO4-Ca3P2O8 solid solution at 1573 K Peer-reviewed

    Keijiro Saito, Masakatsu Hasegawa

    Proceedings of 12th International Conference on Molten Slags, Fluxes and Salts　505-516　2024/06

  3. Measurements of Thermal Conductivity of Molten Oxides Using Transient Hot-wire Method Peer-reviewed

    Keijiro Saito, Kazuki Morita

    Materia Japan　65　(7)　497-501　2026/07

    Publisher: Japan Institute of Metals

    DOI： 10.2320/materia.65.497 　

    ISSN： 1340-2625

    eISSN： 1884-5843

  4. Solubility of Sulfur in Mayenite Ca12Al14O33 and Phase Relation in CaO-Al2O3-CaS Pseudo-ternary System at 1573K

    Masakatsu Hasegawa, Shogo Nagata, Shuji Hashimoto, Keijiro Saito

    Proceedings of the 15th Korea-Japan Workshop on Science and Technology in Ironmaking and Steelmaking　12-17　2025/01

  5. The effect of iron oxide on sulfide capacities of CaO-based molten slags Peer-reviewed

    Masakatsu Hasegawa, Keijiro, Saito

    Proceedings of 12th International Conference on Molten Slags, Fluxes and Salts　375-387　2024/06

  6. Thermodynamics of Calcium Phosphate in Steelmaking Slags Invited

    M. Hasegawa, K. Saito, Y. Uchida

    PHOSPHORUS LETTER　107　17-30　2023/06

  7. Solution models applied to estimate thermochemical properties of the CaO-SiO2-P2O5-FexO dephosphorization slags at 1573K

    Masamatsu HasegawaKeijiro, SaitoYusuke Oshima

    CAMP-ISIJ　2　(32)　466-469　2019/09

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Presentations 22

  1. Influence of Measurement Conditions on Evaluation of Thermal Conductivity of Melts by Hot Wire Method

    Keijiro Saito, Kazuki Morita

    2026 TMS Annual Meeting & Exhibition　2026/03/18

  2. 細線加熱法による熱伝導度測定精度に及ぼす電流値の影響

    齋藤啓次郎, 森田一樹

    令和7年度第2回高温物性値フォーラム研究会　2025/12/22

  3. Novel Approach to Measure the Thermodynamic Property of Tri-Calcium Phosphate Using the Phase Relation in the CaO-SiO2-P2O5 Ternary System

    Keijiro Saito, Kazuki Morita, Masakatsu Hasegawa

    2025 TMS Annual Meeting & Exhibition　2025/03/26

  4. Thermodynamic Properties of MnO in the CaO-MnO-SiO2 Ferromanganese Slags

    Tomoyuki Yamada, Keijiro Saito, Hisao Kimura, Kazuki Morita

    2026 TMS Annual Meeting & Exhibition　2026/03/19

  5. 電流値を最適化した非定常熱線法によるNa2O-SiO2 系融体の熱伝導度測定

    齋藤啓次郎, 森田一樹

    日本鉄鋼協会 第191回春季講演大会　2026/03/12

  6. CaO-SiO2-P2O5三元系におけるP2O5活量の再評価

    長谷川将克, 牧野由幸, 齋藤啓次郎, 森田一樹

    日本鉄鋼協会 第190回秋季講演大会　2025/09/19

  7. 細線加熱法による熱伝導度測定精度に及ぼす電流値の影響

    齋藤啓次郎, 森田一樹

    日本鉄鋼協会 第190回秋季講演大会　2025/09/18

  8. CaO-MnO-SiO2系フェロマンガンスラグ中のMnOの熱力学的性質

    山田智之, 下岡悠翔, 齋藤啓次郎, 森田一樹

    日本鉄鋼協会 第190回秋季講演大会　2025/09/17

  9. マイエナイト型化合物Ca12Al14O33 中のアニオン置換

    長谷川将克, 柴野碧, 齋藤啓次郎

    日本鉄鋼協会 第189回春季講演大会　2025/03/09

  10. スラグ中遷移金属酸化物の熱力学的取り扱い

    齋藤啓次郎, 森田一樹, 長谷川将克

    日本鉄鋼協会 第189回春季講演大会　2025/03/09

  11. Criteria for Thermodynamic Properties of Transition Metal Oxides in Molten Slags

    Keijiro Saito, Kazuki Morita, Masakatsu Hasegawa

    15th Korea-Japan Workshop on Science and Technology in Ironmaking and Steelmaking　2025/01

  12. CaO-MgO-BO1.5-AlO1.5系融体の熱伝導度における混合修飾体効果

    山田舜, 齋藤啓次郎, 森田一樹

    日本鉄鋼協会 第188回秋季講演大会　2024/09/18

  13. リン酸カルシウムCa3P2O8のGibbsエネルギー測定と再評価

    齋藤啓次郎, 長谷川将克

    日本鉄鋼協会 第187回春季講演大会　2024/03/14

  14. Ca2SiO4-Ca3P2O8系スラグ中の成分活量に及ぼすFeOの影響

    齋藤啓次郎, 川西咲子, 柏谷悦章, 長谷川将克

    日本鉄鋼協会 第186回秋季講演大会　2023/09/21

  15. Ca12Al14O33のサルファイドキャパシティ測定と硫黄濃度依存性

    齋藤啓次郎, 永田翔悟, 柏谷悦章, 長谷川将克

    日本鉄鋼協会 第185回秋季講演大会　2023/03/10

  16. (Ca,Fe)2SiO4-(Ca,Fe)3P2O8 固溶体中のFeO 活量の測定

    齋藤啓次郎, 柏谷悦章, 長谷川将克

    日本鉄鋼協会 第184回春期講演大会　2022/09/22

  17. 耐⽕物成分MgO を含むスラグ中の1573K におけるFexO 活量

    齋藤啓次郎, 平田健太郎, 玉田圭太朗, 柏谷悦章, 長谷川将克

    日本鉄鋼協会 第184回秋季講演大会　2022/09/21

  18. FexO-SiO2スラグ中のFexO活量に及ぼすMgO添加の影響

    齋藤啓次郎, 平田健太郎, 玉田圭太朗, 柏谷悦章, 長谷川将克

    日本鉄鋼協会 第183回春季講演大会　2022/03/16

  19. SiO2含有スラグに対する新たな溶体モデルの構築

    齋藤啓次郎, 柏谷悦章, 長谷川将克

    資源素材学会関西支部 第18回若手研究者・学生のための研究発表会　2021/12/10

  20. 1573KにおけるFexO-CaO-SiO2三元系のFexO等活量線の再評価

    齋藤啓次郎, 大嶋祐介, 長谷川将克

    日本鉄鋼協会 第180回秋期講演大会　2020/09/16

  21. 脱リンスラグ中のFexO活量の測定と副格子モデル

    齋藤啓次郎, 大嶋祐介, 長谷川将克

    日本鉄鋼協会 第179回春期講演大会　2020/03/17

  22. 脱リンスラグ中のFexO活量の測定と溶体モデル

    齋藤啓次郎, 大嶋祐介, 長谷川将克

    日本鉄鋼協会 第177回春期講演大会　2019/03/19

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Research Projects 2

  1. 高精度化細線加熱法によるCaO-SiO2-(Al2O3-P2O5)系融体の熱伝導度測定と推算手法開発

    齋藤 啓次郎

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 若手研究

    Institution: 東京大学

    2026/04/01 - 2029/03/31

  2. 不均一酸化物は精錬に有効か？-脱リン反応解析に向けた活量測定と溶体モデルの構築-

    齋藤 啓次郎

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 特別研究員奨励費

    Institution: 京都大学

    2021/04 - 2024/03

    More details Close

    鉄鋼などの素材精錬において、プロセスの効率化を考察する上で酸化物系の熱化学データが重要となる。本研究では製鋼における脱リンスラグの基本系であるFeO-CaO-SiO2-P2O5四元系に注目し、(Ca, Fe)2SiO4-(Ca, Fe)3P2O8固溶体中の①FeO活量と②P2O5活量を測定した。実験では、1573 Kで酸素ポテンシャルを制御した雰囲気の下で酸化物相とCu-Fe-P液体合金を平衡させた。高温保持後の合金試料を急冷し、化学分析に供して鉄濃度とリン濃度を測定することで成分活量を算出した。 テーマ①では、固溶体の組成が同一であっても共存する固相の種類（CaOまたはCaSiO3）によってFeO活量が大きく変化することを示した。本四元系では塩基度（CaO/SiO2比）が高い場合にFeO溶解度の小さい固溶体がFeO濃度の高い液相と共存し、塩基度が低い場合にはFeO溶解度の大きい固溶体がFeO濃度の低い液相と共存するという一見逆の傾向を示していた。本研究で行ったFeO活量の実測と熱力学的な考察により、塩基度の違いによる固溶体中FeO溶解度とFeO活量の関係の変化を整理でき、上記の相平衡関係を説明することができた。 テーマ②では、(Ca, Fe)2SiO4-(Ca, Fe)3P2O8固溶体+CaSiO3二相共存領域に注目し、P2O5活量に及ぼす固溶体中FeO濃度の影響を調査した。実験の結果、Ca2SiO4-Ca3P2O8固溶体へのFeO添加によってP2O5活量が減少する様子が確認された。P2O5活量の低下はスラグの精錬能向上には有利な性質であり、テーマ①と合わせてスラグ設計のための基礎データを収集できた。

Teaching Experience 3

  1. 材料科学総合実験　東北大学

  2. マテリアル工学基礎及び演習II　東京大学 工学部 マテリアル工学科

  3. マテリアル工学実験　東京大学 工学部 マテリアル工学科