| 研究課題/領域番号 |
05453119
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
工業物理化学
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
小久見 善八 京都大学, 工学部, 教授 (60110764)
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| 研究分担者 |
稲葉 稔 京都大学, 工学部, 助手 (80243046)
内本 喜晴 京都大学, 工学部, 助手 (50193909)
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| 研究期間 (年度) |
1993 – 1994
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| キーワード | 電気化学気相成長法 / 安定化ジルコニア / 気相法 / 薄膜 / イオン導電体 / 酸素センサー |
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| 研究概要 |
本研究ではイオン導電性酸化物を用いる酵素センサーの薄膜化による低温作動化とミクロ化を目指し、電気化学気相成長法(EVD法)を用いて、電極となる金属上に数ミクロンから数十ミクロンの膜厚を有する緻密なイオン導電性薄膜を形成される方法の開発を行うと同時に、反応機構の解明、および得られた薄膜の酵素センサーへの応用を目的とし、以下の結果が得られた。
まず、ニッケル板表面を熱酸化した基板および酸化ニッケルペレット上に、酸化ニッケルの酸化物イオンを酸素源とするCVD法によって、イットリア安定化ジルコニア(YSZ)を形成する方法を開発した。反応時間が短いときには、CVD反応によりポーラスなYSZが生成したが、反応時間が長くなると反応がEVD反応に移行し、緻密なYSZ皮膜にその形態が変化していった。すなわち、本方法は緻密でかつ基板の形態追従性のよいYSZ薄膜形成法であることが示された。
また、表面層を酸化したニッケル線上にCVD-EVD法を用いて緻密なYSZ薄膜を形成し、ついで、被覆したニッケル線のNi,NiOを塩酸水溶液で溶解させ、中空YSZ繊維を作製した。直径100μmの中空繊維は繊維のみで自立できる程度の強度を有しており、酸素富化膜への応用が期待される。
さらに、微小な酸化ニッケルペレット上にYSZ薄膜を形成し酸素センサーを作製し、酸素濃度と起電力の関係を調べた。作製したセンサーは理論値よりも起電力が小さかったが、酸素分圧の対数に比例する出力が得られ、酸素センサーとして使用できることがわかった。また、通常の作製法で作製されたジルコニア酸素センサーでは測定が困難な500℃においても応答を示し、薄膜化による低温作動化が可能となった。
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