| 研究課題/領域番号 |
18H01759
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
打越 雅仁 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (60447191)
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| 研究分担者 |
篠田 弘造 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (10311549)
秋山 大輔 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (80746751)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | タンタル溶融塩電解 / 放射光X線吸収分光 / 主成分分析 / 平滑電析 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、Taの溶融塩電解において、時間分解溶融塩電解XAFSその場観察法により、電解時のTa周囲の局所環境構造を調査し、Ta電析状態との関連を明らかにして、Ta平滑電析条件の確立を目指すものである。
初年度、改良型高温XAFS測定装置の開発、およびラボスケールでのTa溶融塩電解試験を実施した。最適電着条件は、α-Ta膜が生成するF/Cl比が95/5、電解温度650度C、電流密度250A/m2である。2年度は、溶融塩中のTa周囲の環境局所構造のF/Cl比依存性を調査した。従来、Cl量の増加に伴い、TaへのCl配位数の増加が予想されていたが、実際には、元々配位しているFのTaからの距離が長くなることを示唆する結果が得られた。すなわち、F配位が外れやすくなり、電着が容易になると推測される。
最終年度である今年度は、その場観察により電解中のTa周囲の環境局所構造の変化を明らかにする予定であったが、COVID-19の影響により十分な実験ができなかったため、副次的目的であるFe、Crの塩化物錯体分布解析を通じて成分分析法の確立を目指した。存在するイオン種の数を調べる指標として一次導関数テストを開発し、紫外可視吸収分光に適用して主成分の数を決定した。X線吸収分光への適用を試みたが、ノイズの発生が試料により異なるため失敗した。主成分数を基に、複数の熱力学モデルを構築し、フィッティング解析により最適モデルを決定した。得られたモデルによりX線吸収分光を各錯体固有の分光に分解し、構造解析の成否によりモデルの妥当性を検討した。検証のため、複数のモデルによる分解、解析を実施した結果、全錯体の構造解析が成功したモデルは紫外可視級分光での最適モデルであり、他のモデルでは1個以上の構造解析に失敗した。以上から一連の解析を実施することで、確実な錯体生成熱力学モデルを決定できることが分かった。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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