希土類材料の形態制御と機能の発現機構に関する研究

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06403021
• 研究種目: 一般研究(A)
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 足立 吟也 大阪大学, 工学部, 教授 (60029080)
• 研究分担者: 坂口 裕樹 大阪大学, 工学部, 助手 (00202086) ; 今中 信人 大阪大学, 工学部, 助手 (30192503) ; 町田 憲一 大阪大学, 工学部, 助教授 (00157223)
• キーワード: 永久磁石材料 / Sm_2Fe_<17>CxNy / 単磁区粒子 / P型半導体 / スカンジウム / 二酸化窒素 / LaNis / 薄膜

研究概要

(1)プラズマ法により得られた永久磁石材料Sm_2Fc_<172>C_xN_yを、ボールミルを用いて単磁区粒子サイズまで粉砕した。これに伴い保磁力[iHc]の値は向上し、特に50時間粉砕した試料では11.4kOeにも達することが明らかとなった。また、粉砕の際溶媒として使用するヘキサン中に界面活性剤(スルホこはく酸ジ-2-エチルヘキシルナトリウム)を添加することで、試料を均一に粉砕できることも明らかとなった。一方、亜鉛アセチルアセトナートの分解により亜鉛金属を試料表面に均一にコートすると、保磁力が向上することがわかった(7.20→7.84kOc)。この理由は、試料粒子表面に存在する保持力低下の原因である凹凸およびクラックが亜鉛コートすることで埋まり、粒子表面がなめらかになったためであると考えられる。
(2)センサの材料としてp型半導体である酸化ニッケルに酸化銅を混合した系を選び、Nox検出持性を調べた。3価としてAl,Co,Scの添加を実施した結果、スカンジウムが最も効果的であることがわかった。従来のNoxセンサがNOに対し感度が高いことに較べ、このセンサではNO_2選択性を示ことがわかった。さらに高感度なNO_2センサを得るために、薄膜化を行った。その結果、NO_2に対して低濃度域での感度、および応答速度(約10分から7分へ)が向上したが、NOに対してもNO_2と逆方向へ応答し選択性が失われた。そこで、熱処理条件の雰囲気を酸素に変えたところ、バルク体試料同様にNO_2選択性をもち、かつ高感度なセンサが得られた。
(3)高い吸蔵水素濃度を有する水素吸蔵合金LaNi_<5.0>結晶膜の作製を試みた。製膜時の基板温度を変えることにより、種々の結晶化度を有する膜が得られた。573Kで得られる膜は、結晶バルクと同等の構造を持つことがわかった。この膜の吸蔵水素濃度は、303K,1.1MPaでH/LaNi_<5.0>=3.1以上であり、これまでに得られている膜試料のなかで最大の水素濃度を示した。また、表面が不連続な基板(焼結金属)を用いると、水素吸蔵時、膜面に水平な方向への膨張が容易となり、平滑な基板を用いた場合と比較して高濃度に水素を吸蔵できることがわかった。

研究成果

• [文献書誌] K.Murase: "Vapor Phase Extration and Mutual Separation of Rare Earths from Monazite using Chemical Vapor Trasport mediated by Vapor Complexes" Chemistry Iellers. 1994. 1297-1300 (1994)
• [文献書誌] H.Izumi: "Synthesis and Magnetic Properties of NdFe_<10>Mo_2Cxand NdFe_<10>Mo_2CxNy using NdC_2 as a Starting Material" Chemistry Iellers. 1994. 1597-1600 (1994)
• [文献書誌] K. Murase: "Recovery of Nickel and Vanadium from a Fly Ash of Bitumen-in-Water Emulsion by Chemical Vapor Transport" Chemistry Ietters. 1994. 1845-1848 (1994)
• [文献書誌] H.Izumi: "Synthesis and Magnetic Properties of Sm_2Fe_<17>CxNy using SmC_2 as a Starting Marietal" Journal of Alloys and Compounds. 215. 245-249 (1994)
• [文献書誌] K.Machida: "Plasma Carbonitriding Reaction Characteristics of Sm_2Fe_<17>" Chemistry of Materials. 6. 2103-2107 (1994)
• [文献書誌] "Sclective NO_2 Sensing Characteristics of Sc_2O_3 Mixcd Nickel Copper" Chemistry lellers. 1994. 319-322 (1994)
• [文献書誌] N.Imanaka: "Flux Growth of Y_2Cu_2O_5 Sinple Crystals by Slow Coodling Method" Journal of Crystal Growth. 141. 150-152 (1994)
• [文献書誌] N.Imanaka: "A Co_2Gas Scnsor Probe with Lithium lonic and Oxidc Ionic Conductors" Tech.Digest the 12th Sensor Symposimm. 213- (1994)
• [文献書誌] "Flux Growth of Sc_2(WO_4)_3Singlc Crystals" Journal of Crystal Growth. 143. 362-364 (1994)
• [文献書誌] H.Aono: "High Li^+ Conducting Ceramics" Accounts of Chemical Reseach. 27. 265-270 (1994)
• [文献書誌] H.Sakaguchi: "Hydrogen Permeation Characteristics for Oxide/Metal Multilayered Films" Chemistry of Materials. 7. 137-141 (1995)
• [文献書誌] H.Sakaguchi: "The Local Structure Around Hydrogen Atoms in a Hydrogenated Amorphous LaNi_<5.0>Film Studied by Neutron Diffraction" Journal of Alloys and Compounds. (in press).
• [文献書誌] H.Sakaguchi: "The Confinement of Hydrogen in LaNi_5 by Poisoning of the Hydride Surface" Journal of Alloys and Compounds. (in press).
• [文献書誌] K.A.Gschneidner,Jr.編集 足立吟也: "Handbook on The Physics and Chemistry of Rare Earths Chemical Sansorsの章" North-Holland, (in Press)
• [文献書誌] 太田時男監修 足立吟也: "水素エネルギー最先端技体 第3章第2節-金属膜による水素の分離-" エヌ、ティー・エス, 12 14 (1995)