| 研究課題/領域番号 |
23560849
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| 研究機関 | 鈴鹿工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
南部 智憲 鈴鹿工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (10270274)
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| 研究分担者 |
松本 佳久 大分工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (40219522)
湯川 宏 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50293676)
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| キーワード | 水素 / 金属物性 / 構造・機能材料 / エネルギー効率化 |
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| 研究概要 |
Pd系水素透過合金膜では、膜表面にFe2O3などの金属系酸化物粒子が付着すると、粒子周囲にガスリークの原因となる溝状の欠陥が形成される。Pd系水素透過合金膜の長期耐久性能を向上させるために、溝状欠陥を形成しないPd系水素透過合金の設計開発が求められている。平成23年度では、周期表第5、6族金属をPdおよびPd-Ag系合金に微量添加することによって溝状欠陥の形成を防止できることを明らかにした。また平成24年度では、周期表第5、6族金属以外の金属元素の添加による溝状欠陥の形成防止効果を調査した。そこで平成25年度では、平成24年度の調査で膜劣化防止効果を有する元素として新たに発見されたZrに着目し、Pd-Ag-Zr系合金の水素透過試験を行い、水素透過能や薄膜加工性に及ぼすZrの添加効果を調査した。
Pd-25mol%Ag-1mol%Zr合金をアーク溶解し、得られたボタンインゴットの均質化熱処理、圧延加工、および歪み取り熱処理を行い、厚さ約0.2 mmの板状試料を準備した。板状試料より、φ12mm☓0.2mmのディスク上試験片を切り出し、表面にFe2O3粒子を塗布して水素透過試験用の膜試料とした。水素透過試験では、573K～773Kの温度範囲で、一次側0.2MPa、二次側0.1MPaの水素圧力条件下で膜試料中に水素を透過させた。水素透過試験の結果、Pd-25mol%Ag-1mol%Zr合金膜は実用Pd-Ag系水素透過合金膜と同程度の水素透過係数を発揮し、Zr添加が水素透過能に悪影響を及ぼさないことを明らかにした。水素透過試験後の膜試料表面をSEM観察した結果、Fe2O3粒子周囲には溝状欠陥が形成されておらず、水素透過試験においてもZr添加が膜劣化防止に有効であることを実証した。
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