ベ-タアルミナの表面改質とそれを用いたSOxガスセンサの開発

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02505005
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 幸塚 善作 大阪大学, 工学部, 教授 (80028935)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木村 秀雄 山里産業(株), 研究開発グループ, 主務 ; 飯島 繁 日本特殊陶業(株), 研究部, 主査補 ; 兼松 秀行 大阪大学, 工学部, 助手 (10185952) ; 八尾 伸也 大阪大学, 工学部, 助教授 (90029299)
• Keywords: ベ-タアルミナ / 表面改質 / 硫黄酸化物ガスセンサ- / スパッタリング

Research Abstract

日本特殊陶業(株)製のベ-タアルミナ(MgOで安定化したβ"アルミナ)ペレット(16.2mmΦ×2mm)を試料として使用した。この試料を用いて次のような実験を行った。
1)SO_2:4930ppm,O_2:20.1%,N_2:Balanceなるガス雰囲気のもとで973および1073Kなる温度で10時間および40時間反応させた。
2)上記と同様の実験を触媒作用が期待される白金ネットに包み込んだ状態で反応させた。
3)上記ベ-タアルミナペレットの片方の表面に下記のようにNdをスパッタ-させた試料についても同様の実験を行った。Ndをタ-ゲットとして使用し、スパッタガス:Ar;スパッタガス圧:5.0*10^<-3>torr;出力:200W.プレスパッタ時間:10分;スパッタ時間:30秒〜10分の条件で高周波マグネットロンスパッタリング装置を用いて行った。
上記のように処理された試料表面を粉末X線回折計(XDー5A,島津製作所製)薄膜測定用X線回折計(MXP^<18>,マックサイエンス製),EPMA(Xー650,日立製作所製)にて表面解析した。
いずれの場合も明確にNa_2SO_4の存在は認められなかった。しかしながらβ"アルミナのピ-クが高角度側にシフトしていく現象が認められ、なんらかの反応生成物が表面に存在する可能性は考えられる。また同じX線回折法でも粉末法と薄膜法では顕著な差異が認められた。すなわちNdをスパッタした試料表面にNdあるいはその酸化物が存在することを薄膜法のX線回折でのみ確認され、粉末法X線回折でもEPMA法でも認められなかった。今回当研究費補助金で購入したX線装置により表面の情報がかなり正確に知ることができることが判明したので平成3年度以降この装置を効果的に活用して初期の研究目的に向かって実験を推進する予定である。