| 研究課題/領域番号 |
17560625
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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 |
構造・機能材料
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| 研究機関 | 独立行政法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
杉本 雅樹 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (90354943)
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| 研究分担者 |
吉川 正人 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究主幹 (40354948)
山本 春也 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (70354941)
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| 研究期間 (年度) |
2005 – 2006
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| 研究課題ステータス |
完了 (2006年度)
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| 配分額 *注記 |
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2006年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2005年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
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| キーワード | 炭化ケイ素(SiC) / セラミック薄膜 / イオン照射 / ガス分離 / 有機・無機変換 / ケイ素系高分子 / 有機-無機変換 / イオン注入 / 水素分離 / 触媒 |
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| 研究概要 |
炭化ケイ素(SiC)セラミックス前駆体であるポリカルボシラン(PCS)の薄膜を無機転換して得られるSiC薄膜は、耐熱性、耐食性に優れた水素分離フィルター等への応用が期待されているが、水素透過量及び分離比の向上が課題となっている。そこでH17年度にポリマー前駆体法により合成したSiC薄膜の構造及び組成を調べるとともに、イオン注入による白金等の水素分解触媒層形成や、高エネルギーイオンビームの透過によるナノホール構造の形成によるSiC薄膜のガス透過性制御の可能性を検討した。x線回折の結果からSiC薄膜は非晶質構造であること、RBSの結果から原子数比si:c:o=0.25:0.23:0.52とSiC繊維に比べ酸素が過剰な構造であることが明らかになった。このSiC薄膜に種々の条件でイオン照射を行い、照射前後の水素及び窒素の透過量を測定した。薄膜を貫通する条件でH〜Xeを1x10^<12>ion/cm^2照射した場合、窒素の透過量は僅かに増加するが、水素は照射前に比べて0.8以下に減少した。また、照射量を1x10^<14>ion/cm^2まで増大した場合、窒素の透過量も0.9に減少した。、これは、無機化温度としては比較的低い800℃で焼成された非晶質なSiC薄膜が、イオン照射により約10%収縮し、分子ふるい機構iにより水素のみが選択通過できる空孔が減少したためと考えられる。また、Ptを5x10^<15>ion/cm^2イオン注入した場合、水素及び窒素の透過量は、それぞれ0.25及び0.77に減少した。これは注入されたPtがSiC薄膜中で局所的に高密度層を形成し、ガス分子の通過を妨げたためと考えられる。
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