2001 Fiscal Year Annual Research Report
電気化学インプランテーション/ディスプランテーション
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12555244
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
伊藤 靖彦 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (20026066)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野平 俊之 京都大学, エネルギー科学研究科, 助手 (00303876)
後藤 琢也 京都大学, エネルギー科学研究科, 助手 (60296754)
萩原 理加 京都大学, エネルギー科学研究科, 助教授 (30237911)
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| Keywords | 溶融塩 / 機能性材料 / 電気化学インプランテーション / 金属窒化物 / 希土類合金 / 電気化学ディスプランテーション |
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| Research Abstract |
本研究は、機能性材料の新たな形成法として大きな可能性を有する、溶融塩中での「電気化学インプランテーション/ディスプランテーション」について、そのメカニズムを解明し、さらには実用化へ結びつけることを目的としている。平成13年度は、雰囲気制御多目的グローブボックス内に組んだパイレックス製およびステンレス製の特注電解セルを用い、種々の電解条件で、Dy-Ni、Sm-Ni、Pr-Ni、Fe-Sm-N、Al-N、Cr-N等の機能性材料を形成させた。溶融LiCl-KClにDyCl_3を添加した浴中、温度723Kにおいて、Ni電極をカソード分極すると、電気化学インプランテーションによりDyNi_2合金膜が2時間で60μm形成した。ここで、電位と電解時間を変化させてDyNi_2層の成長過程について検討した結果、初期には放物線則に従うものの、その後は直線則に従うことが明らかとなった。さらに、一度形成させたDyNi_2合金膜から、電気化学ディスプランテーションによりDyのみを選択的にアノード溶出させることで、ミクロンオーダーの多孔質膜が得られることが分かった。ここで、アノード溶出の際の電位を制御することで、得られる合金相をDyNi_3、DyNi_5、Dy_2Ni_7、Niのいずれかに制御できることが分かった。溶融LiCl-KClにSmCl_3を添加した浴中では、金属Smの析出電位は金属Liの析出電位よりも卑であることが分かった。Niを電極とした場合、0-0.2V(vs.Li^+/Li)では、SmNi_2が形成するものの、その成長速度は極めて小さかった。一方、0Vよりも卑な電位における電解によると、SmNi_2が1時間に20μm形成した。ここでは、SmとLiを共析させることで合金形成速度が飛躍的に向上することから、この種の電解法を「リチウム共析法」と命名した。
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[Publications] T.Nishikiori: "Thermodynamic Investigation of Ti-H System by Molten Salt Electrochemical Technique"J.Electrochem. Soc.. Vol.148. E38-E43 (2001)
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[Publications] T.Nishikiori: "Hydrogen Impermeability of TiN Films and Its Dependence on Nitrogen Concentration at High Temperatures"J.Electrochem. Soc.. Vol.148. E52-E59 (2001)
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[Publications] T.Nishikiori: "Kinetic Investigation of the Ti-H System by a Molten Salt Electrochemical Technique"J.Electrochem. Soc.. Vol.148. E127-E132 (2001)
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[Publications] T.Tsuda: "Electrodeposition of lanthanum in lanthanum chloride saturated AlCl_3-l-ethyl-3-methylimidazolium chloride molten salts"Electrochimica Acta. Vol.46. 1891-1897 (2001)
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[Publications] T.Iida: "Electrochemical formation of Sm-Ni alloy films in a molten LiCl-KCl-SmCl_3 system"Electrochimica Acta. Vol.46. 2537-2544 (2001)
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[Publications] H.Konishi: "Formation and Phase Control of Dy Alloy Films by Electrochemical Implantation and Displantation"J.Electrochem. Soc.. Vol.148. C506-C511 (2001)
