1993 Fiscal Year Annual Research Report
迅速顕微ラマン測定法を用いた金属酸化過程のその場観測装置の開発
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05555180
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
嵐 治夫 東北大学, 工学部, 教授 (80006155)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清水 良祐 愛宕物産株式会社, ラマンシステム部, 部長
成島 尚之 東北大学, 工学部, 助手 (20198394)
井口 泰孝 東北大学, 工学部, 教授 (90005413)
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| Keywords | 高温酸化 / 高感度迅速ラマン散乱測定 / 高温ラマン / 顕微ラマン / 鉄-シリコン合金 / 酸化皮膜 |
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| Research Abstract |
高温における耐酸化性は、材料の寿命を決定する重要な因子の1つで、材料の酸化皮膜の形態、性状に大きく影響される。したがって、高温酸化皮膜形成過程の"その場"観察は材料の寿命予測や適切な材料選択のために重要であるばかりでなく、酸化機構に関する知見を得るためにも重要である。
本研究では、超高感度迅速レーザラマン分光法により酸化皮膜成長の"その場"観察を行い、その酸化機構を解明できる装置の開発を目的としている。このために本年度購入した焦点距離64cmのジョバン・イボン社製トリプルモノクロメーター(T64000)とCCD型光検知器を組み合わせて、ラマン散乱スペクトルを測定する超高感度迅速ラマン散乱測定装置を作製した。
本年度はこの装置を用いて、実用耐熱合金の酸化機構解明の基礎研究として、鉄-シリコン合金に着目し、レーザラマン分光法による酸化過程の"その場"測定を行い、酸化機構を解明した。試料はFe-6.5 mass%Siで、加熱はPt発熱体を使用した加熱ステージにより行った。純O_2、純CO_2雰囲気中、1073Kで"その場"測定したスペクトルは、いずれもFe_2O_3、Fe_3O_4のピークを示したが、その経時変化から純CO_2雰囲気中でより酸化が進むことがわかった。酸化の進行はSiO_2の形成に依存しており、これらの実験より、Fe-6.5mass%Siの純O_2、純CO_2雰囲気中での酸化機構の違いは、表面SiO_2層の酸素欠陥濃度の差によるものと考えられた。
以上のように、本年度作整した超高感度迅速ラマン散乱測定装置は高温における酸化機構の解明に有効な装置であることが明らかにされた。
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