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積層構造を持つ金属膜中の水素透過過程を研究し、効率のよい水素透過膜の作製と、イオン駆動による水素排気窓の開発のための基礎研究を目的として実験を進めている。先ず水素ガス透過装置の入口側にイオン銃を設置してイオン駆動の透過が出来るようにした。放出側の水側分圧の測定値から透過率を算出するための装置定数を決める実験をニッケル試料を標準にして行った。
試料準備の予備実験として、ガス圧駆動水素透過における表面皮膜の効果を調べるため、ニッケル試料の入口側となる表面にニッケルをスパッタリング蒸着した試料について、水素透過の温度依存性を測定した。水素透過の温度依存性はアレニウスの式で表わすことができるが、入口側の水素圧力により透過率が変化する。入口側圧力を同じにして比べるとニッケル膜を蒸着した試料の方が透過率が大きく、蒸着表面皮膜上の方が表面反応が速いことが分かった。さらにこの効果はニッケル上のパラジウム膜についても検討している。
一方向への流れを強くする非対称透過膜の構成として現在考えているのは、出口側ではガス反応が早く、入口側ではガス反応の遅い表面皮膜を作ることである。入口側では、ガス反応では放出が起こらないと伴に浸入もなくなるので、イオン駆郎により表面皮膜を通過して侵入させる。入口と出口表面でそれぞれ異なる機能をもつ表面コ-ディング皮膜の形成を現在準備している。候補としてはニッケル基板に出口側パラジウム、入口側アルミニウム、銅、金等である。
装置改造に手間取り実験の進行が予定より遅れているが、両面に異種金属のコ-ディング膜をもつ試料についてのイオン駆動透過を速やかに実験して、その結果の解析に基づき水素排気窓としての積層膜作製の指針を得たい。
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