研究課題
膜の酸素透過能は、結晶性、密度(閉気孔の量)、粒界、表面積などいろいろな要因によって変化することが知られている。そこで現在、報告されている酸素透過膜の中で、最も高い透過流束を示しているBa_<0.5>Sr_<0.5>Co_<0.8>Fe_<0.2>O_<3-δ>を用いて合成法の検討を行った。また酸素透過流束に影響を与える要因の中では、結晶性、密度(閉気孔の量)が主に酸素透過流束に影響をおよぼすと報告されている^2。よって今回、特にこの二つの因子について考察した。酸化物の同定はXRD測定により行い、室温における窒素透過試験により緻密であることを確認し、酸素透過能を酸素透過試験装置により評価した。また酸素透過試験後の膜断面をSEMにより観察を行った。Method 1とMethod 2により合成した膜をXRDにより測定した。どちらの膜もペロブスカイト相を形成していたが、不純物の回折線が多くあった。Method 1により合成した膜と比較して、Method 2により合成した膜は2倍の酸素透過能を示した。粉末の状態で焼成する場合に比べ、加圧成型して焼成したほうが結晶性は高くなった。加圧成型、焼成、粉砕の操作を繰り返すことで結晶性はさらに高くなった。今回、合成法を変えたことで酸素透過能は大幅に増大した。この要因としては結晶性が高くなったことが考えられる。よって更なる合成法の検討(粉砕回数、粉砕時間、焼成温度、焼結温度、不純物のコンタミネーションの除去)を行うことで酸素透過能はさらに向上すると思われる。ペロブスカイト相を形成する前に粉砕する回数、時間をさらに増やすことで、結晶性はよりよくなり、焼結の前の焼成の温度を上げることで結晶性がさらに高くなる。
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