金属窒化反応における水素の特異挙動

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10875148
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 富井 洋一 京都大学, エネルギー科学研究科, 助教授 (90026245)
• キーワード: 凝縮プラズマ / ラディカル種ないしはイオン種 / プラズマ / 窒化チタン / SIMS / ERDA / TiN / Ti2N

研究概要

申請の主要設備FT-CCDイメージセンサーを購入((株)浜松ホトニクス製 C5966S、1台×@$598,500)を設置、現有設備のDCアークフラズマシェット発生装置及びチャンバーにドッキングさせ、これらの装置が連携して稼働するように調整した。短波長信号の減衰を防ぐため、プラズマ炎近傍までは真空とする。分光計測系は現有のものを併用した。
1.プラズマ中活性ラディカル種ないしはイオン種の検出
凝縮プラズマ系、中でもDCアークプラズマジェットでダイヤモンド,TiN、SiC、ZrN,NbNを合成するときやスクラップ鉄のアンモニア脱銅精錬に、分光分析を行いラディカル種ないしはイオン種の直接検出を試みている。ArベースのプラズマにN2ガスを吹き込み、基盤温度を1000〜1400℃に制御しつつ、窒化物厚皮膜の合成を試みている。TiNの生成を例にすると、まずプラズマ炎中では、N、N2、NH、NH2、等が分光観測で得られる筈であるが、NHの分光波長は極端に短く、長波長側でも強度は認められなかったが、TiNの生成に関し、Nラディカルよりも,NHラディカルが深い相関を有することが実験的に示された。
2.プラズマ生成高機能材のマイクロキャラクタリゼーション
主として、水素を存在による構造変化を知るために、申請者の属する機関の300kvTEMによる、格子像観察および電子顕微鏡内加熱装置による格子像変化をin-situに観察した。SIMS、ERDAによる水素の局所分析を行い、窒化物生成機構における水素添加の影響を明らかにしつつある。中でも加Tiにおけるプラズマ窒化では、TiNの生成とともにマトリックスTiとTiNの境界部に著しいTi2Nの生成が認められという、興味ある事実を明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] J.Kondoh,S.Kikuchi Y.Tomii and Y.Ito: "Aging and Composition Dependence of Electron Diffraction Patterns in Yitria-Stabllized Zircohia:Relationship between Crystal Structure and Conductivity" Physica B. 262. 177-189 (1999)
• [文献書誌] L.O.Ierdal,R.Tunold,Y.Tomii and Y.Ito: "The Effect of Mechanical Load Polarisation and Oxygen Partial Pressure on the Oxygen Reduction at the La_<0.6>Sr_<0.4>Fe_<0.8>Mn_<0.2>O_<3-δ>/YSZ Interlace" Proc.of the 3rd European Solid Oxide Fuel Cell Forum. 97-104 (1998)
• [文献書誌] K.Amwzawa,N.Yamamoto,Y.Tomii and Y.Ito: "Single Electrode Peltier Heat of an Li-Al Alloy Electrodein Molten Chloride System" Proc.of the 7th China-Japan Bilateral Conf.on Molten Salt Chemistry and Technology. 147-150 (1998)
• [文献書誌] I.Kusui,K.Yokoe,K.Osamura,H.Adachi,H.Okuda and Y.Tomii: "Characteristics of Super-High Strength Al-Zn-Mg-Cu Alloys" Proc.of the 6th Int.Cof.on Aluminium Alloys.ICAA-6. 3. 1777-1782 (1998)
• [文献書誌] L.O.Jerdal,R.Tunold,Y.Tomii and Y.Ito: "The Oxygen Electrode Process at the La0.6Sr0.4Fe0.8Mn0.203・δ/YSZ Interface" 49th Annual meeting of International society of Electrochemistry,Extended Abstract. 766-766 (1998)
• [文献書誌] K.Amezawa,N.Yamamoto,Y.Tomii and Y.Ito: "Single Electrode Peltier Heats of Li-Si Alloy Electrodes in LiCl-KCl Eutectic Melt" 49th Annual meeting of International society of Electrochemistry Extended Abstract. 377-377 (1998)
• [文献書誌] K.Amezawa,N.Yamamoto,Y.Tomii and Y.Ito: "Single Electrode Peltier Heats of Li-Si Alloy Electrodes in LiCl-KCl Eutectic Melt" J.Electrochem.Soc.145. 1986-1983 (1998)
• [文献書誌] J.Kondoh,T.Kawasashima,S.Kikuchi,Y.Tomii and Y.Ito: "Effect of Aging on Yttria-Stabilized Zirconia III:A Study on the Effect of Local Strutures on Conductivity" J.Electrochem.Soc.145. 1550-1560 (1998)
• [文献書誌] J.Kondoh,T.Kawashima,S.Kikuchi,Y.Tomii and Y.Ito: "Effect of Aging on Yttria-Stabilized Zirconia II:A Study on the Effect of the Microstructure on Conductivty" J.Electrochem.Soc.145. 1536-1550 (1998)
• [文献書誌] J.Kondoh,T.Kawashima,S.Kikuchi,Y.Tomii and Y.Ito: "Effect of Aging on Yttria-Stabilized Zirconia I:A Study of its Electrochemical Properties" J.Electrochem.Soc.145. 1527-1536 (1998)
• [文献書誌] M.Tamaki,H.Kuwahara,Y.Tomii and N.Yamamoto: "An Investigation of Titanium Nitride prepared by a DC Arc Plasma jet" J.Materials Synthesis and Processing. 6. 215-218 (1998)
• [文献書誌] 富井洋一: "ナイトライドセラミックス" 日刊工業新聞社, 174 (1998)