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金属水素化物ヒートポンプ材用バナジウム基固溶合金の開発

研究課題

研究課題/領域番号 02650523
研究種目

一般研究(C)

配分区分補助金
研究分野 金属材料
研究機関長崎大学

研究代表者

坂本 芳一  長崎大学, 工学部, 教授 (50026019)

研究分担者 香川 明男  長崎大学, 工学部, 助教授 (00093401)
研究期間 (年度) 1990 – 1992
研究課題ステータス 完了 (1992年度)
配分額 *注記
2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
1992年度: 300千円 (直接経費: 300千円)
1991年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
1990年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
キーワード水素 / 金属水素化物ヒートポンプ / バナジウム基固溶合金 / 水素化物の生成・解離 / 金属水素化物ヒ-トポンプ / バナジウム基固容合金 / 水素化物生成・解離
研究概要

V-Ti基合金,(V_<1-x>Ti_X) _<1-y>X_y(X=Al,Si,Cr,Fe,Co,Ni,Zr)3元合金の水素化特性および水素吸蔵・放出サイクルの影響と耐微粉化性について調べ,それらの諸特性を総合的に評価してヒートポンプ材用合金としての押用を検討した。その結果は次のように要約される。
1)最大水素吸蔵量は合金の価電子濃度(e/a)に関係し,この値が約5を越えると急激に低下する。これより第3元素の許容添加量を予測することができる。しかしAl,Siを含む合金はこの関係から大きなずれを示すことから,このような予測は添加元素が遷移金属に限られる。
2)γ水素化物生成・解離時のプラトー圧はCr,Fe,Co,Ni,Al,Siの添加により増大しZrの添加は低下する。解離圧の対数と合金の格子定数との間にはAlを含む合金を除き,格子定数の減少と共にプラトー圧は増大することから,適当な第3元素の添加によりプラトー圧を制御することができる。
3)水素化特性に及ぼす第3元素の影響を総合的に評価した結果,諸特性を改善する,あるいは劣化させないという条件をすべて満たす元素はみられなかったが,CrとZrの添加が最適であった。
4)V-Ti基合金は水素化サイクルの極く初期に亀裂の発生が認められたが,100サイクル以上では顕著な微粉化の進行はなく,他のLaNi_5,FeTi合金などに比較して優れた耐微粉化性を示した。
5)冷間圧延を施した薄板状試片は粒状試片よりヒステリシスが小さく,特にV-5at.%Ti合金で優れていた。
6)ヒートポンプ用合金としてV-5at.%Ti合金とV-15at.%Ti-5at.%Zr合金を組み合わせた場合,室温25℃で,廃熱温度が150℃の時は-5℃の冷熱が得られ,サイクル当たり約97KCal/Kgの優れた冷凍性能が期待できる。

報告書

(4件)
  • 1992 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1991 実績報告書
  • 1990 実績報告書
  • 研究成果

    (111件)

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すべて 文献書誌 (111件)

  • [文献書誌] Y.Sakamoto: "Hydrogen Solubility in Palladium-Vanadium Alloys" Z.Phys.Chem.Neue Folge. 165. 67-81 (1989)

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  • [文献書誌] Y.Sakamoto: "Absorption of Hydrogen by Palladium-Nickel Alloys" Z.Phys.Chem.Neue Folge. 162. 83-96 (1989)

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  • [文献書誌] F.L.Chen: "X-Ray Investigation of the α/β Miscibility Gaps in Hydrogenated Palladium-Rare Earth Alloys" J.Less-Common Metals. 155. 173-184 (1989)

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  • [文献書誌] 坂本,芳一: "金属水素化物ヒートポンプ材用バナジウム固溶合金の開発" 省エネルギー. 41. 9-12 (1989)

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  • [文献書誌] Y.Sakamoto: "Absorption of Hydrogen by Pd-Nb(Ta)Solid Solution Alloys" J.Chem.Soc.,Faraday Trans.86. 377-385 (1990)

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  • [文献書誌] Y.Sakamoto: "X-Ray Studies of the Absorption of Hydrogen by Pd-rich Pd-(Tb,Tm,Lu)Alloys" J.Less-Common Metals. 159. 191-198 (1990)

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  • [文献書誌] Y.Sakamoto: "Thermodynamic Behaviour of Hydrogen in Palladium-Gadolinium Solid Solution Alloys" Ber.Bunsenges.Phys.Chem.94. 190-198 (1990)

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  • [文献書誌] Y.Sakamoto: "The(α+β)Hydrogen Miscibility Gaps in Hydrogenated Palladium Rich Pd-Y(Gd)-Ag Ternary Alloys" J.Less-Common Metals. 166. 45-56 (1990)

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  • [文献書誌] Y.Sakamoto: "Thermodynamic Studies of the Absorption of Hydrogen by Pd-Ti(Zr)Solid Solution Alloys" Ber.Bunsenges.Phys.Chem.94. 1457-1464 (1990)

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  • [文献書誌] K.Baba: "Hydrogen-Induced Ordering in Palladium-Rich Pd-Mn Alloys" J.Less-Common Metals. 172-174. 246-253 (1991)

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  • [文献書誌] F.L.Chen: "Hydrogen Solubility in Palladium-Ytterbium Solid Solution Alloys" J.Less-Common Metals. 172-174. 56-63 (1991)

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  • [文献書誌] A.Kagawa: "Absorption of Hydrogen by Vanadium-Rich V-Ti Based Alloys" J.Less-Common Metals. 172-174. 64-70 (1991)

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  • [文献書誌] 坂本,芳一: "金属水素化物ヒートポンプ材用バナジウム基固溶合金の開発" 先端技術研究成果報告書ー長崎先端技術開発協議会ー. 8. 39-49 (1991)

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  • [文献書誌] Y.Sakamoto: "Effects of Non-Fickian Up-Hill Components of Permeation Flux on Estimations of Hydrogen Diffusion Coefficents in Pd/H System" Scripta Metall.Mater.25. 1629-1634 (1991)

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  • [文献書誌] Y.Sakamoto: "The Phase Transitions in Palladium-Rich Pd-Li Alloy Systems and Hydrogen Solubility in the Solid Solution Alloys" Z.Phys.Chem.173. 235-250 (1991)

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  • [文献書誌] Y.Sakamoto: "Thermodynamics of Solution of Hydrogen in Pd-Cu and Pd-Cu-Au Solid Solution Alloys" Ber.Bunsenges.Phys.Chem.95. 680-688 (1991)

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  • [文献書誌] Y.Sakamoto: "The Kinetics of Hydrogen-Induced Ordering in Pd_3Mn to the Ll_2-type Structure" J.Alloys and Compounds. 184. 57-67 (1992)

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  • [文献書誌] T.B.Flanagan: "Hydrogen-Induced Metal Atom Rearrangements in Pd_<3+x> Mn_<1-x> Alloys with x>__-0 using TEM,Electrical Resistivities and H_2 Solubilities" J.Alloys and Compounds. 184. 69-85 (1992)

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  • [文献書誌] Y.Sakamoto: "Permeabilities and Diffusivities of Hydrogen in Palladium-Rich Pd-Y(Gd)-Ag Alloys" J.Alloys and Compounds. 185. 191-205 (1992)

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  • [文献書誌] Y.Sakamoto: "Solubility of Hydrogen in Palladium-Yttrium-Silver Alloys" Ber.Bunsenges.Phys.Chem.96. 128-133 (1992)

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  • [文献書誌] T.B.Flanagan: "Hydrogen Solution and Hydride Formation in Disordered and Ordered Palladium Alloys" Platinum Metals Review. 37. 26-37 (1993)

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  • [文献書誌] Y.Sakamoto: "Electrochemical Hydrogen Charge Characteristics of Metal Hydride Electrodes" Ber.Bunsenges.Phys.Chem.96. (1992)

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  • [文献書誌] 坂本,芳一: "'90日本冷凍空調年鑑(分担執筆)" 日本冷凍冷房新聞社, 2 (1990)

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  • [文献書誌] Y.Sakamoto: "Development of Vanadium-Based Alloys for Metal Hydride Heat Pumps" Sho-Enerugi (in Japanese). 14. 9-12 (1989)

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  • [文献書誌] Y.Sakamoto: "Metal Hydride Heat Pumps by Use of Vanadium-Based Solid Solution Alloys" '90 Year Book for Refrigeration and Air-Condition in Japan, (in Japanese). 22-23 (1990)

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  • [文献書誌] Y.Sakamoto: "Vanadium-Based Solid Solution Alloys for Use in Metal Hydride Heat Pumps" Reports of Advanced Technical Research (in Japanese). No.8. 39-49 (1991)

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  • [文献書誌] A.Kagawa: "Absorption of Hydrogen by Vanadium-rich V-Ti Based Alloys" J.Less-Common Metals. 172-174. 64-70 (1991)

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  • [文献書誌] Y.Sakamoto: "Hydrogen Solubility in Palladium-Vanadium Alloys" Z. Phys. Chem. Neue Folge. 165. 67-81 (1989)

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  • [文献書誌] Y.Sakamoto: "Absorption of Hydrogen by Palladium-Nickel Alloys" Z.Phys.Chem.Neue. 162. (1989)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F.L.Chen: "X-Ray Investigation of the alpha/beta Mischibility Gaps in Hydrogenated Palladium-Rare Earth Alloys" J.Less-Common Metals. 155. 173-184 (1989)

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  • [文献書誌] Y.Sakamoto: "Absorption of Hydrogen by Pd-Nb(Ta) Solid Solution Alloys" J.Chem.Soc.,Faraday Trans.86. 377-335 (1990)

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  • [文献書誌] Y.Sakamoto: "X-Ray Studies of the Absorption of Hydrogen by Pd-rich Pd-(Tb,Tm,Lu) Alloys" J.Less-Common Metals. 159. 191-198 (1990)

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  • [文献書誌] Y.Sakamoto: "Thermodynamic Behavior of Hydrogen in Palladium-Gadolinium Solid Solution Alloys" Ber.Bunsenges.Phys.Chem.94. 190-198 (1990)

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  • [文献書誌] Y.Sakamoto: "The (alpha + beta) Hydrogen Miscibility Gaps in Hydrogenated Palladium Rich Pd-Y(Gd)-Ag Ternary Alloys" J.Less-Common Metals. 166. 45-56 (1990)

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  • [文献書誌] Y.Sakamoto: "Thermodynamic Studies of the Absorption of Hydrogen by Pd-Ti(Zr) Solid Solution Alloys" Ber.Bunsenges.Phys.Chem.94. 1457-1464 (1990)

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  • [文献書誌] K.Baba: "Hydrogen-Induced Ordering in Palladium-Rich Pd-Mn Alloys" J.Less-Common Metals. 172-174. 246-253 (1991)

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  • [文献書誌] F.L.Chen: "Hydrogen Solubility in Palladium-Ytterbium Solid Solution Alloys" J.Less-Common Metals. 172-174. 56-63 (1991)

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  • [文献書誌] Y.Sakamoto: "Effects of Non-Fickian Up-Hill Components of Permeation Flux on Estimations of Hydrogen Diffusion Coefficients in Pd/H System" Scripta Metall.Mater.25. 1629-1634 (1991)

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  • [文献書誌] Y.Sakamoto: "Phase Transitions in Palladium-Rich Pd-Li Alloys Systems and Hydrogen Solubility in the Solid Solution Alloys" Z.Phys.Chem.173. 235-250 (1991)

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  • [文献書誌] Y.Sakamoto: "Thermodynamics of Solution of Hydrogen in Pd-Cu and Pd-Cu-Au Solid Solution Alloys" Ber.Bunesenges.Phys.Chem.95. 680-688 (1991)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Sakamoto: "The Kinetics of Hydrogen-Induced Ordering in Pd_3Mn to the Ll_2-type Structure" J.Alloys and Compounds. 184. 57-67 (1992)

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  • [文献書誌] T.B.Flanagan: "Hydrogen-Induced Metal Atom Rearrangements in Pd_<3+x> Mn_<1-x> Alloys with x*0 using TEM, Electrical Resistivities and H_2 Solubilities" J.Alloys and Compounds. 184. 69-85 (1992)

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  • [文献書誌] Y.Sakamoto: "Permeabilities and Diffusivities of Hydrogen in Palladium-Rich Pd-Y(Gd)-Ag Alloys" J.Alloys and Compounds. 185. 191-205 (1992)

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  • [文献書誌] Y.Sakamoto: "Solubility of Hydrogen in Palladium-Yttrium-Silver Alloys" Ber.Bunsenges.Phys.Chem.96. 128-133 (1992)

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  • [文献書誌] T.B.Flanagan: "Hydrogen Solution and Hydride Formation in Disordered and Ordered Palladium Alloys" Platinum Metals Review. 37. 26-37 (1993)

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  • [文献書誌] Y.Sakamoto: "Electrochemical Hydrogen Charge Characetristics of Metal Hydride Electrodes" Ber.Bunsenges.Phys.Chem.96. (1992)

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  • [文献書誌] Y.Sakamoto: "Hydrogen Solubility in Palladium-Vanadium Alloys" Z.Phys.Chem.Neue Folge. 165. 67-81 (1989)

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      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Sakamoto: "Absorption of Hydrogen by Palladium-Nickel Alloys" Z.Phys.Chem.Neue Folge. 162. 83-96 (1989)

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      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Sakamoto: "Absorption of Hydrogen by Pd-Nb(Ta) Solid Solution Alloys" J.Chem.Soc.,Faraday Trans.86. 377-385 (1990)

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公開日: 1990-04-01   更新日: 2016-04-21  

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