高温酸化初期過程の皮膜表面における酸素活量のその場測定用センサーの開発

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21360368
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 河村 憲一 Tokyo Institute of Technology, 大学院・理工学研究科, 准教授 (50270830)
• Keywords: ジルコニア / 表面酸素ポテンシャル / ガス拡散律速

Research Abstract

電子導電性を有する高温酸化皮膜表面を電極とし,そこに酸化物イオン導電体である安定化ジルコニア固体電解質を接触させたときに生じる起電力によって,酸化皮膜表面の酸素活量を測定できる。本研究では,酸化によって低下する試料付近の酸素分圧を同時に測定できるように試料の垂直方向に多数の電極を安定化ジルコニア上に作製した酸素センサーを新たに設計・作製し,酸化皮膜表面から雰囲気中までの酸素ポテンシャル分布を明らかにすることを目的としている。
当該年度はセンサーの作製,ならびにそのセンサーを組み込む装置の作製を行った。すなわち,安定化ジルコニア電解質細管に白金細線を約4mm間隔で巻き付け雰囲気測定用の電極を構成した。作製したセンサーを1123K,Ar-1%O_2中におけるFeの高温酸化に適用した。その結果,雰囲気の酸素分圧は表面から4～15mmの間で試料表面に近づくとともに線形に低下した。しかし,その絶対値は導入ガスの酸素分圧より高い値を示した。この原因を明らかにし,対策を講じる必要があることが明らかになるとともに,より試料近傍の酸素分圧を明らかにする必要があることが分かった。