水素貯蔵を目的とした準結晶粉末のメカニカルアロイングによる創製と水素貯蔵特性

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12022227
• Research Institution: Shibaura Institute of Technology
• Principal Investigator: 高崎 明人 芝浦工業大学, 工学部, 助教授 (70286699)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 古谷 吉男 長崎大学, 教育学部, 助教授 (70181469)
• Keywords: 水素吸蔵合金 / 準結晶 / アモルファス / 水素化物 / メカニカルアロイング / 粉末冶金

Research Abstract

準結晶は,一般に,水素に関して化学親和性の低い成分元素で構成されているので,水素吸蔵特性に関する研究は今まで行われてこなかった.しかし,最近,液体急冷法により作製されたTi基の準結晶合金が水素化物を形成することなく61.5at%程度の水素を吸蔵することが報告され,準結晶の水素吸蔵合金としての可能性が示唆されている.本研究では,メカニカルアロイングによる準結晶の生成が報告されていないTi-Zr-Ni系の混合粉末に注目し,その混合粉末のメカニカルアロイングによる合金化,さらに,その後の真空熱処理を行ってメカニカルアロイングによる準結晶粉末の作製の可能性を調べた.そして,得られたメカニカルアロイング粉末に高圧ガス容器を用いて水素を導入し,メカニカルアロイング粉末の水素吸放出特性を評価し,高密度プロチウム新規材料としての準結晶粉末の可能性を探索することを目的とした.
実験の結果,Ti_<45>Zr_<38>Ni_<17>混合粉末のメカニカルアロイングはアモルファス相を生成するが,その後,773K以上で十分な真空熱処理を行うことにより正二十面体準結晶相(i相)が形成されることが分かった.また,メカニカルアロイング後のアモルファス粉末とその後の熱処理を行って得られた準結晶粉末の水素吸蔵量(温度573K,初期水素ガス圧3.8MPa)は水素吸蔵合金としては良好で,どちらも構造には依存せず,約60at%([H]/[M]≒1.5)を示した.水素吸蔵後,準結晶粉末は安定に存在するが,アモルファス粉末は(Ti,Zr)H_2水素化物へ相変化した.このことに起因して水素の放出はアモルファス粉末より準結晶粉末で比較的容易に生じることが明らかとなった.以上のことから,Ti-Zr-Ni系準結晶粉末は,高密度プロチウム新規材料として可能性があることが示唆された.

Research Products

• [Publications] 韓昶浩: "メカニカルアロイングによるTi-Zr-Ni系準結晶粉末の創製とその水素吸特性"粉体粉末冶金協会講演概要集(平成12年度春季大会). 273 (2000)
• [Publications] 高崎明人: "メカニカルアロイング法により創製したTi-Zr-Ni系準結晶粉末の水素吸放出"日本金属学会秋期大会講演概要. 515 (2000)
• [Publications] 高崎明人: "メカニカルアロイング法により作製したTi-Zr-Ni系準結晶およびアモルファス粉末の素吸放出特性の比較"日本金属学会春期大会講演概要. (発表予定). (2001)