| 研究概要 |
Pd-Ag合金が水素の分離・精製用合金として市販されているが、高価で資源に乏しい欠点がある。そのため、低コストで性能の優れる、代替水素透過合金の開発が強く望まれる。5A金属の水素透過係数ΦはPd-Ag合金より高いが、しかし厳しい水素脆化を受ける欠点がある。つまり、単相合金では高い水素透過係数Φは高い耐水素脆化性と両立しない。著者らは複相合金と言う考え方に基づき新しい水素透過合金を提案している。先ず、鋳造Nb-Ti-Ni合金の微視的組織と水素透過係数Φの間の関係を調べた。初晶bcc-(Nb,Ti)と共晶相{(Nb,Ti)+TiNi}からなるNb_<39>Ti_<31>Ni_<30>合金は673KでPdより高いΦ=1.93x10^8[mol H_2 m^<-1> s^<-1> Pa^<-0.5>]を示す。さらに,Φは共晶点と初晶を結ぶ直線上で高Nb側のNb-Ti-Ni合金でΦが測定可能である。ΦはNb量と初晶量につれて増大する。最もNbリッチのNb_<68>Ti_<17>Ni_<15>合金は、26vol%の共晶と74vol%の初晶からなり、最も高いΦ=4.94x10^<-8>[mol H_2 m^<-1> s^<-1> Pa^<-0.5>]を示す。さらに、初晶ZrNiあるいは初晶bcc-(Nb,Zr)を含有するNb-Zr-Ni共晶合金のΦも測定した。初晶bcc-(Nb,Zr)を(18vol%)含むNb_<20>Zr_<40>Ni_<40>合金は673KでΦ=2.73x10^<-8>[mol H_2 m^<-1> s^<-1> Pa^<-0.5>]という高い値を示し、これらはPdやNb_<39>Ti_<31>Ni_<30>合金より高い。本研究は水素脆化を抑制する共晶組織を含有する多相合金が新しい水素透過合金膜として有望なことを強く示した。
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