ＢＣＣ型Ｔｉ合金の超高濃度水素化

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24760586
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 構造・機能材料
• 研究機関: 独立行政法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 遠藤 成輝 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 量子ビーム応用研究センター, 博士研究員 (40611893)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 水素貯蔵材料 / 高圧合成 / 放射光 / その場観察 / TiFe / BCC / 規則－不規則変態

研究概要

体心立方晶(BCC)に類似したCsCl型構造を有するTiFe合金を、GPa級の超高圧・高温下で水素を吸蔵させて高水素濃度を有する新規金属水素化物の合成を試みた。5 GPa, 600℃の条件で水素吸蔵すると、常圧近傍とは異なる反応プロセスを経てBCC構造を有する新規な水素化物が形成することを見出した。高温高圧下ではTiとFe原子が定まったサイトのCsCl型構造の規則相から各原子がランダムに配置したBCC構造へ、規則－不規則変態を生じたことが分かった。水素吸蔵量は常圧近傍で調製される水素化物と同一であると見積もられ、高水素濃度の水素化物は合成されなかった。

研究成果

• [雑誌論文] 放射光その場観察と高温高圧技術を組み合わせたTi系合金水素化物に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 遠藤成輝、齋藤寛之、町田晃彦、片山芳則
  • 雑誌名: まてりあ 巻: 53(3) ページ: 96-99
  • DOI: 10.2320/materia.53.94
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of BCC TiFe hydride under high hydrogen pressure (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Endo, H. Saitoh, A. Machida, Y. Katayama
  • 雑誌名: Int. J. Hydrogen Energy 巻: 38 ページ: 6726-6729
  • DOI: 10.1016/j.ijhydene.2013.03.120
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase diagram and equation of state of TiH_2 at high pressures and high temperatures (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Endo, H. Saitoh, A. Machida, Y. Katayama, K. Aoki
  • 雑誌名: J. Alloys Compd. 巻: 546 ページ: 270-274
  • DOI: 10.1016/j.jallcom.2012.08.083
  • 査読あり
• [学会発表] In situ observation of hydrogenation of a CsCl-type TiFe alloy at high pressure and high temperature (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Endo, H. Saitoh, A. Machida, Y. Katayama
  • 学会等名: International Symposium on Metal-Hydrogen Systems 2012 (MH2012)
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20121000
• [学会発表] Determination of a phase diagram of TiH_2 at high pressures and high temperatures for development of novel Ti-based hydrides (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Endo, H. Saitoh, A. Machida, Y. Katayama, K. Aoki
  • 学会等名: IUCr Commission on High Pressure 2012 Meeting IUCrHP2012/QuBS2012
  • 発表場所: Mito, Japan
  • 年月日: 20120900
• [備考] EXCELLENT POSTER AWARD, MH2012 International Symposium on Metal-Hydrogen systems–Fundamentals and Applications–, 21-26 Oct., 2012, Kyoto, Japan