| 研究課題/領域番号 |
01850150
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| 研究種目 |
試験研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
金属製錬・金属化学
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| 研究機関 | 近畿大学 |
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研究代表者 |
山口 昭雄 近畿大学, 理工学部, 教授 (00088345)
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| 研究分担者 |
森本 純司 近畿大学, 理工学部, 講師 (30088471)
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| 研究期間 (年度) |
1989 – 1990
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| 研究課題ステータス |
完了 (1990年度)
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| 配分額 *注記 |
1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
1990年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
1989年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
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| キーワード | 溶射 / 酸素センサ- / ジルコニア / 参照極 / 起電力 / 固体電解質 / 気孔 |
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| 研究概要 |
大気中の酸素分圧及び溶融金属中の酸素濃度を電気化学的に直接測定する方法としてジルコニア固体電解質を用いることが広く知られている。この場合,酸素センサ-の測定部は(1)の酸素濃淡電池図によって示される。この電池は参照極の酸素ポテンシャル(Po_2)、安定化ジルコニア固体電解質部、並びに測定する酸素ポテンシャル(Po_2')によって構成される。
Po_2"(unknown) /Solid Electrolyte / Po_2(ref.) ーーーーーーーー (1)
E=(RT)/(nF)ln((Po_2'(unknown))/(Po_2(ref.))) ーーーーーーーー (2)
測定する酸素分圧(Po_2')は(2)式に基づいて起電力(E)として表示される。現状の酸素センサ-は安価で簡便に作ることが困難である。このため本研究では、溶射法を適用して小型で多量生産できる新しい酸素センサ-の開発を行った。試作した酸素センサ-ではFe/FeO溶射皮膜を参照極に、また安定化ジルコニア溶射皮膜を固体電解質に適用した。本研究の成果をまとめると次の通りである。被溶射体の形状及び皮膜厚さを改善することにより熱衝撃性に優れた、酸素ガスの漏れのない酸素センサ-が得られた。参照極部のFe/FeO皮膜厚さはセンサ-の特性を決定する重要な要因である。なお、参照極部の溶射皮膜厚さを増加することにより測定可能時間が増加する傾向となり、400μmの溶射皮膜厚さで、約3hrの測定が可能となった。フレ-ムジェット溶射法により作製した酸素センサ-について、800〜1000℃温度において性能実験した結果、従来の一端閉管型のジルコニア固体電解質を用いた酸素センサ-に匹敵する性能を示した。
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