1993 Fiscal Year Annual Research Report
昇温下における微粉および薄膜金属酸化物の特性と反応挙動に関する熱分析的研究
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03453067
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
古市 隆三郎 北海道大学, 工学部, 教授 (40001200)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐伯 功 北海道大学, 工学部, 助手 (50235090)
金野 英隆 北海道大学, 工学部, 講師 (50002316)
田村 紘基 北海道大学, 工学部, 助教授 (10002023)
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| Keywords | 熱分析 / 金属酸化物 / ペロブスカイト / 前駆体 / ランタンクロム酸化物 / 熱分解処理 / カソード分極 |
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| Research Abstract |
1.LaM_XCr_<1-X>O_3ペロブスカイト酸化物薄膜の合成
(1)ミスト熱分解法
前年度に引続き、ランタン、クロム、カルシウムの硝酸塩混合溶液を超音波振動子を用いて噴霧化して基板に付着させた後加熱して前駆体薄膜とし、さらに800℃で熱分解してLaM_XCr_<1-X>O_3薄膜を調製した。TG-DTAの結果、前駆体の組成はLa(CrO_4)(NO_3)・nH_2Oであることがわかった。石英基板では前駆体を800℃で熱分解して得られる薄膜中の酸化物一次粒子の焼結は進まず20-40%の空隙ができるが、ステンレス鋼基板では緻密な酸化物薄膜となり、ステンレス鋼の高温酸化反応に対する保護皮膜として機能することを明らかにした。
(2)電解析出法
前年度に引続き、ランタン塩を含むクロム酸溶液中でステンレス鋼を電極としてカソード分極して、LaOHCrO_4・nH_2O前駆体薄膜を調製した。これを350-800℃で加熱してから500WのCO_2レーザーを照射して合金層にLaCrO_3を融着した。これを1100℃で1時間の酸化反応を繰り返す方法で評価すると、未照射試料に比べ大幅の耐酸化性の向上があった。同様に、Al(III)-Y(III)水酸化物薄膜を電析したステンレス鋼も耐酸化性が向上した。
2.金属酸化物表面でのイオン交換反応のモデリング
金属酸化物表面での2価金属イオンの交換反応挙動を、金属イオンの表面錯体は2種類生成すること、固液界面での化学種間の静電的相互作用があることを考慮したより精細な交換反応モデルを構築し、Cu^<2+>,Mn^<2+>,Co^<2+>,Zn^<2+>,Ni^<2+>,とMnO_2,Fe_2O_3,Al_2O_3の系について、実際の吸着量が予測可能であることを示した。
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[Publications] H.Tamura: "Polyfunctionality of Resin Carboxyle Sites ui Ion Exchange with Alkali Mtefal Ions" Anal.Chim.Acta. 271. 305-310 (1993)
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[Publications] 古市隆三郎: "含水酸化鉄〈鉄さび〉の熱分析" 材料と環境. 42. 322-330 (1993)
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[Publications] R.Furuichi: "Effect of Preparation Temperature and Grinding Time of α-Fe_2O_3 on Its Reactivity for MgFe_2O_4 Formation" Solid State Ionics. 63. 195-200 (1993)
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[Publications] H.Konno: "Effect of Niobium Doping on the Atnospherie Oxidatation of Fe-Si-Al Magnetic Alloys" Corr.Sci.35. 727-734 (1993)
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[Publications] 田村紘基: "金属酸化物表面への重金属イオン交換吸着反応のモデリング" 分析化学. 42. 719-724 (1993)
