| 研究概要 |
耐水素脆化性に優れるNi_<40>Ti_<40>Nb_<20>合金を本研究における急冷リボン作製の対象合金とした。この合金は、鋳造状態でTiNi金属間化合物と(Nb,Ti)固溶体とが共晶を形成するので、融点が低く急冷リボン作製に好都合である。また、幅3mm程度の急冷リボンが容易に作製できることが予備実験により分かっている。作製条件を詳細に検討した結果、幅50mm、厚さ50μm程度の急冷リボンを作製できた。ただし、このリボンにはピンホールが観察されるため、作製条件の更なる検討が必要である。
急冷リボンは完全なアモルファス状態であった。密着曲げしても破壊せず、良好な延性を示した。水素透過性を測定したところ、300℃まで脆化せず、673Kで純Pdの半分程度の水素透過度を示した。このリボンをアルゴン中で加熱すると約750Kで結晶化が起こり、TiNi相と(Nb,Ti)相と分解した。結晶化後の組織は、TiNi相中に(Nb,Ti)相が粒状に析出し、溶解・凝固法の共晶組織とは大きく異なっていた。結晶化試料も300℃まで破壊せずに水素透過が可能であり、その水素透過度はアモルファス材のそれより改善した。
水素透過合金を透過する水素の流量は膜厚に反比例するので、できる限り薄い膜を作製することが望まれている。よって液体急冷法は、薄い膜を短時間で大量に製造する手段として非常に有用と考えられる。合金組成と結晶化条件の最適化により、アモルファスを経由した複相水素透過合金作製の新しいプロセスが確立できると期待される。
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