| 研究概要 |
まず、電気化学的遮断の確認を行うため、タンマン管型形状の市販のFe-Cr-Al合金(Cr22%、Al5%、残Fe、通称カンタル合金)を用い、電量滴定型水素分析装置で水素の透過量の測定を行った。酸化処理(疑似空気にて1050℃、20時間)を施す前から、すでに透過量は極めて低い値であり、1atmの純水素に対して透過係数は2.0×10^<-12>mol・cm^<-1>・s-^1となり、酸化処理後はさらに1.9×10^<-12>mol・cm^<-1>・s-^1と減少した。この値はAlを含まないFe-Cr系耐熱合金における値のほぼ1千分の1であり、アルミナ系酸化膜が生じる合金はクロミア系酸化膜を生じる場合に比べて耐水素透過性が非常に優れていることが明かとなった。これらの水素透過係数、水素の拡散係数は酸化膜の厚さを考慮すれば、アルミナ燒結体の値に近く、表面に生じたアルミナ系酸化膜が水素の透過を律速していることが推測された。ついで生じた酸化膜の表面に白金多孔質電極を燒結させ、これを電極として起電力の測定および電圧を印加し電気化学的遮断の可能性の検討を行った。起電力の測定では、すでに指摘した酸化膜の化学的分極(Electrochemistry,68(2000),709.)によりカンタル基材中で水素分圧が高く維持されている事が確認できた。しかし、高水素分圧下では酸化膜が不安定で長時間に亘る電圧印加が困難で、また透過量自体が低いことから明瞭な電気化学的遮断の効果を確認することは出来なかった。そこで、電気化学的遮断の定量的な評価を行うため多結晶アルミナ管を用いて、水素透過に及ぼす電圧印加の効果を詳細に調べた。透過量は電圧印加によって明瞭に減少し、適当なアルミナ膜を作成することが出来れば、電圧の印加によって水素透過が遮断されることを確認した。
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