| 研究課題/領域番号 |
11650770
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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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 | 福井工業大学 |
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研究代表者 |
幸塚 善作 福井工業大学, 工学部, 教授 (80028935)
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| 研究分担者 |
羽木 秀樹 福井工業大学, 工学部, 教授 (40117213)
渋谷 敦義 福井工業大学, 工学部, 教授 (40288337)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2000
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| 研究課題ステータス |
完了 (2000年度)
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| 配分額 *注記 |
2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2000年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
1999年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
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| キーワード | 成分センサ / 瞬間測定型センサ / 合金浴中の成分 / 亜鉛濃淡電池 / コンポジット型電解質 / 合金浴中のセンサ |
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| 研究概要 |
本研究はDisposableな成分センサの開発を目指すものであるから測定精度とともに応答性についても検討することが必要である。本研究では成分としてはZn、測定合金浴としては673〜773KにおけるZn-SnまたはZn-Pb合金を選定した。また5wt%のZnCl_2を含んだLiCl+KCl溶融塩と固体のKCl粉末を共存させたコンポジット型の電解質を採用し、参照極としては固体または液体のZnあるいは固体のZn-Cu合金を用いたZn濃淡電池を構成し、その起電力変化を測定することが実験原理である。本研究で明らかにされた研究成果の要点は次の通りである。
1。測定値の精度に関しては文献値との比較から信頼できることが確認された。
2。応答性についてはセンサを合金浴に浸漬してから約30〜60秒で一定値が得られた。然し乍ら工業規模での大量の合金浴の場合は数秒以内に短縮できると考える。その根拠は本研究で実験したと同じ量の合金浴にセンサと同じ大きさのパイレックスガラス管を保護管としたシース熱電対を挿入して温度の応答性を調べたところ、30秒程度の時間を経て、はじめて元の温度になる実験結果が得られたからである。
3。参照極としては固体の方が望ましい。かかる点から773Kでの実験で液体Zn参照極の代わりに固体Zn-Cu極を用いた実験を行ったが、安定な測定値が得られなかった。これについては十分焼鈍したZn-Cu合金参照極を用いれば解決できるものと考えられる。固体参照極の場合はセンサ形状が単純化され、製作も簡略化できるので低コスト化ができる。
4。センサへのコンポジット電解質の充填方法については種々検討を加えた結果最も簡便且つ完全な次のような方法に到達した。即ち実験温度で固体KClと溶融塩が1:1の比率で共存するコンポジット電解質は1073K〜1173Kに加熱すると均一溶液になるので、その中にセンサを浸漬することにより充填する方法である。
5。応用例として大量の1473KのZn-Cu-Ni合金浴中の濃度を測定する実験を行ったが、高温度であることによる新しい問題点が数多くあり成功しなかった。これについては今後さらに研究を進める予定である。
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