2005 Fiscal Year Annual Research Report
ナノイオニクス組織の熱力学的・動力学的安定性と組織制御
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16079206
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
丸山 俊夫 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (20114895)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 吉男 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (00164351)
河村 憲一 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (50270830)
上田 光敏 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (90376939)
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| Keywords | ナノ組織 / イオン結晶 / ボイド生成 / 化学ポテンシャル分布 / イオン流束の発散 / 結晶粒界 / 外部電流 |
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| Research Abstract |
本年度は化学ポテンシャル勾配下に置かれた2元系イオン性化合物の組織変化,特にボイドの生成について研究し,以下の成果を得た。
(1)ナノ組織では多くの結晶粒界が存在する。ポテンシャル勾配下での物質移動による試料表面の移動速度などのマクロな実験値から,粒界拡散の効果を含む有効拡散係数を決定し,昨年度に提案した理論式に代入してボイドの生成を予測した。観察から得られたボイドの生成量を定量的に説明することができた。
(2)イオンの流れ方向に平行な粒界について,化学ポテンシャル依存性の異なる粒界拡散係数を仮定して,昨年度に提案した理論式をもとに有限要素法により粒界近傍の組織変化をシミュレートした。その結果,粒界拡散係数が体積拡散係数より大きいが,その酸素ポテンシャル依存性が同じ場合には,ボイドは粒界に優先的に生成することが明らかとなった。また,粒界拡散係数が酸素ポテンシャルに依存せず一定の場合は,粒界近傍でボイドが生成する。
(3)燃料電池などに応用する場合を想定して,昨年度に提案した理論式を外部電流を印加した場合について拡張した。
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