• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

超高温用金属/セラミックス複合材料中の異相界面の熱力学と物質移動

研究課題

研究課題/領域番号 09450267
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 材料加工・処理
研究機関東京工業大学

研究代表者

丸山 俊夫  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (20114895)

研究分担者 南口 誠  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (90272666)
研究期間 (年度) 1997 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
13,300千円 (直接経費: 13,300千円)
1999年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
1998年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
1997年度: 7,900千円 (直接経費: 7,900千円)
キーワード金属・セラミックス複合材料 / 酸素ポテンシャル / 高温酸化 / 酸化皮膜 / 拡散係数 / 標準ギブスエネルギ変化 / NdCrO_3 / BaTiO_3 / 金属 / セラミックス複合材料 / ギブスエネルギ / 活量依存性 / LaCrO_3 / 固体間反応 / Ni-Cr合金
研究概要

本年度はY_2O_3安定化ZrO_2(YSZ)/Ni界面の酸素ポテンシャルや合金の酸化挙動を検討した.YSZを透過する酸素イオンの流速と酸化皮膜であるNiOを透過するNiイオンの流束が等しいと仮定した速度論モデルを構築し,界面での酸素ポテンシャルやNiOの成長速度を計算した.その結果,NiOの成長速度は初期にはYSZの酸素透過が律速してほぼ直線的であり,時間の増加に伴いゆっくりと成長速度が低下していくことがわかった.また,界面の酸素分圧も徐々に増加する.モデルの検証実験として,YSZ板からなる密閉モジュール内にNiを入れて酸化したところ,NiOの皮膜はモデルと一致した.
昨年に引き続き,導電率によるNdCrO_3の標準ギブスエネルギの測定を行った.この方法ではそれぞれNd_2O_3あるいはCr_2O_3と二相共存にあるNdCrO_3の導電率の比,すなわち,主たる電荷担体の濃度比から
0.5Nd_2O_3+0.5Cr_2O_3→NdCrO_3
における反応の標準ギブスエネルギ変化を求めることができる.本年度は1673Kから1773Kまでの範囲で温度依存性を調査した.1673Kではおよそ40kJmol^<-1>と,他のランタノイドクロム酸塩から予測される値とよく一致したが,温度依存性はそれらのものよりも非常に大きくなった.これは高温ではNdCrO_3中の主たる電荷担体であるホールが増加し,理想希薄溶体近似が成立せず,導電率がホール濃度に比例しなくなったと考えられる.
また,Aサイトの2価の陽イオンを有するペロブスカイト酸化物であるBaTiO_3のBaイオンの拡散係数を固体間反応実験により構成成分であるTiO_2の活量の関数として求めた.オーダー的にはランタノイドクロム酸塩のランタノイドイオンと同様の値となり,Aサイトのイオンの拡散係数が主に結晶構造に起因していると考えられる.

報告書

(4件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (9件)

  • [文献書誌] Akihiko Kitahara: "Diffusion Coefficient of Ba^<2t> Ion in BaTiO_3"ECS Proc.. 99. (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takaya Akashi et al.: "Diffusion Coefficient of LaィイD13+ィエD1 Ion in LaCrOィイD23ィエD2 Determined by Solid State Reaction"in Proc. of 5th Intl. Symp. SOFC (ECS Proc. 97-18), Ed. By U. Stimming, S. C. Singhal, H. Tagawa and W. Lehnert, The Electrochemical Society, NJ. 1263-1272 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takashi Akaya et al.: "Solid-State Reaction Kinetics of LaCrOィイD23ィエD2 from the Oxides and Determination of LaィイD13+ィエD1 Diffusion Coefficient"J. Electrochemical Society. 145. 2090-2094 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takaya Akashi et al.: "Standard Gibbs Energy Change of a Reaction Between Oxides Determined by Electrical Conductivities"Proc. of 193rd Meeting of the Electrochemical Society (ECS Proc. 98-9), Ed. By P.Y. Hou, M. J. McNalla, R. Oltra, E. J. Opila and D. A. Shores, The Electrochemical Society. NJ. 550-557 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akihiko Kitahara et al.: "Diffusion Coefficient of BaィイD12+ィエD1 Ion in BaTiOィイD23ィエD2, Proc. Electrochem. Soc."The Electrochemical Society, NJ. (in press). (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akihiko Kikahara: "Diffusion Coefficiest of Ba^<2f>lon in BaTiO_3"ECS Proc. 99. (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Takaya Akashi: "Solid Stote Reaction KineTicsd LaCrO_3 from the Oxides and Determination of La^<3+> Diffusion-Coefficient" J.Electrochem.Soc.145・6. 2090-2094 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Takaya Akashi: "Standard Gibbs Energy Change of A Reaction between Oxides determined by Electrical Cacluctivity" Electrochem.Soc.Proc.98・9. 550-557 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Toshio Maruyama: "Standard Gibhs Energies of Formution of SrGrO_4 and Sr_3Cr_2O_8" Mater.Trans.JIM. 39・11. 1158-1161 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

URL: 

公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi