| 研究課題/領域番号 |
07455431
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
金属生産工学
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
武津 典彦 名古屋工業大学, 工学部, 助教授 (80029355)
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| 研究分担者 |
栗田 典明 名古屋工業大学, 工学部, 助手 (20292401)
栗田 典明 名古屋工業大学, 工学部, 助手 (20242901)
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| 研究期間 (年度) |
1995 – 1996
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| 研究課題ステータス |
完了 (1996年度)
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| 配分額 *注記 |
2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
1996年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
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| キーワード | アルミニウム / 水素 / 水素吸収 / 透過係数 / 拡散係数 / アルミナ / プロトン / 固体電解質 |
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| 研究概要 |
大気中で溶解されたアルミニウム中には気相中の水素分圧から考えると異常に高い濃度の水素が溶解する。この高い水素濃度が維持されるメカニズムに熔湯表面に生成するアルミナ膜中のプロトン電導が関与していることを証明するために、以下の測定を行った。まず、多結晶アルミナ中の水素透過について調べた。測定には報告者らが新たに開発したプロトン導電性固体電解質を用いた水素透過測定装置を用いた。多結晶アルミナ管の内部と外部に単に水素ポテンシャル差をつけて測定した場合、拡散係数は従来の報告に比べて大きな値が得られた。また、水素の透過量は水素分圧の約1/10乗に依存する結果が得られ、シリカガラス等と異なり水素は水素イオンすなわちプロトンで透過しているものと考えられる。この場合、水素の拡散は両極性拡散となり、プロトンの移動に伴う電荷の移動を補償するため、対となる荷電粒子の移動が必要になる。透過量は高水素分圧側に溶融アルミニウムを接触させることで減少することが確認され、対となる粒子はアルミニウムイオンであることを示唆する結果が得られた。次に、熔湯表面に生成する酸化膜をまたいで発生する起電力の測定を行った。このように酸化膜中の物質移動がイオンで生じる場合には、定常状態において各イオンの拡散速度の違いに起因する起電力が酸化膜中に発生する。新しく開発した装置を用いて測定した結果、アルミニウムの活量の低い側が正となり、高い側が負になる電位が得られることが確認された。また、その値はアルミニウムイオンの輸率が1とした場合の理論値とプロトンの輸率が1とした場合の理論値の間の値をとることが認められた。これらの結果から、アルミニウム熔湯の水素吸収機構が、当初想定した酸化膜を介しての水素の電気化学的ポンピングによるものであることが明らかとなった。
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