非平衡合金を前駆体とする表面制御機能材料の創製と評価

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09650776
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 浅見 勝彦 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (20005929)
• 研究分担者: 幅崎 浩樹 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (50208568) ; 菊地 迪夫 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (30204837)
• キーワード: 非平衡合金 / 触媒 / 二酸化炭素 / メタン化 / 磁性薄膜 / 反応性スパッター / コバルトアルミニウム / 強誘電体薄膜

研究概要

1.昨年度に引き続き、非晶質Ni-Zr基二元合金を前駆体として、二酸化炭素と水素を反応させてメタンを生成するためのニッケル担持ジルコニア触媒を作製し、メタン化触媒としての活性の程度と合金組成、反応温度などとの関係を調べ、Zrを40-50原子%含む場合にメタン化速度が最大である事を確認した。またその原因を水素の化学吸着法により表面に存在するニッケル原子の数、反応のターンオーバー数、準安定正方晶ジルコニア含有量の合金組成依存性により説明できることを明らかにした。これらの結果をふまえて、Smを添加することで、正方晶ジルコニアを安定化し、Ni原子の表面分散度を高める事により触媒活性を高めることに成功した。
2.スパッター法によりCo-20原子%Al合金薄膜を作製した場合、非平衡状態のCsC1型CoAl金属間化合物となるが、窒素中および酸素中で反応性スパッター法により作製することにより、それぞれ高周波特性に優れたCo-Al-N薄膜およびCo-Al-O薄膜が生じ、前者はナノメータサイズのNを固溶したCoの微粒子を絶縁性のAIN化合物が取り囲む構造となり、後者はナノメータサイズのCo微粒子を絶縁性のAl203化合物が取り囲む構造となる事に起因していることを明らかにした。
3.ゾルゲル法で作製したSr-Bi-Ta酸化物は低温で作製した場合は強誘電体特性を示さないが、ある程度の高温での熱処理により強誘電体特性を示すようになるが、その特性は熱処理の雰囲気および温度に大きく依存し、強誘電体特性劣化は表面における化学量論組成からのずれおよび金属状Biの偏析により支配されることを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] M.Yamasaki: "Compositional Dependence of the CO_2 Methanation Activity of Ni/ZrO_2 Catalysts Prepared from Amorphous Ni-Zr Alloy Precursors"Appl. Catal. A : General. 163. 187-197 (1997)
• [文献書誌] I.Koiwa: "Effects of H_2 Sintering and Pt Upper Electrode on Metallic Bi Content in Sr_<0.9>Bi_<2.1>Ta_2O_9 Thin Films for Ferroelectric Memories Prepared by Sol-Gel Method"Jpn. J. Appl. Phys.. 37・9B. 5192-5197 (1998)
• [文献書誌] A.A.El Moneim: "The Effect of Alloying Elements on the Corrosion Behaviour of Sputter-Deposited Amorphous Mn-Ta-Cr Alloys in 1 M H_2SO_4"Corros. Sci.. 40・9. 1491-1512 (1998)
• [文献書誌] K.Asami: "Characterization of Co-Al-O Magnetic Thin Films by Combined Use of XPS, XRD and EPMA"Surf. Interface Anal.. 28・1. 250-253 (1999)
• [文献書誌] K.Hashimoto: "Global CO_2 Recycling - Novel Materials and Prospect for Prevention of Global Warming and Abundant Energy Supply"Mater. Sci. Eng.. A267・2. 200-206 (1999)
• [文献書誌] M.Yamasaki: "CO_2 Methanation Catalysts Prepared from Amorphous Ni-Zr-Sm and Ni-Zr-misch Metal Alloy Precursors"Mater. Sci. Eng. A267・2. 220-226 (1999)
• [文献書誌] K.Asami: "Effects of Ion Etching and Annealing in O_2 Atmosphere Following Ion Etching on Properties and Chemistry of Sr_<0.9>Bi_<2.1>Ta_2O_<9+α> Thin Films"Jpn. J. Appl. Phys. 38・9B. 5423-5427 (1999)
• [文献書誌] 橋本 功二: "グローバル二酸化炭素リサイクル"ソーダと塩素. 50・6. 224-232 (1999)
• [文献書誌] M.Yamasaki: "'Advances in Chemical Conversions for Mitigating Carbon Dioxide', Studies in Surface Science and Catalysis, Vol. 114, Elsevier Science B.V."Characterization on CO_2 methanation catalysts prepared from amorphous Ni-Zr and Ni-Zr-rare earth element alloys. 699 (1998)