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ベルヌーイ法による高融点プロトン導電性単結晶作製装置の開発

利用伯努利法开发高熔点质子传导单晶生产装置

基本信息

批准号：
20923008
负责人：
祖父江孝之
金额：
$ 0.34万
依托单位：
Nagoya Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20923008/
关键词：
ベルヌーイ法プロトン導電性アルミナ単結晶

项目摘要

研究目的:溶融金属中の水素は鋳造時に金属製品に悪影響を与えることが報告されている.溶融金属中の水素を測定するには,ガスセンサーを溶融金属中に入れる必要があり,熱的,力学的,化学的,電気的に安定していることが不可欠である.このため半導体型ガスセンサー,高分子型ガスセンサーでは使用することはできない.ある種の固体電解質型ガスセンサーは高温(約1000度)で水素(プロトン)を透過させる性質をもち,水素が固体電解質中を透過する際にイオンの状態になるので,この電流を測定することで水素の濃度を知ることができる.アルミナは溶融金属中の固体電解質型水素ガスセンサーの材料として有望であるので,その材料の開発を目的とする.研究方法:アルミナの固体電解質型水素ガスセンサーの材料の開発にはベルヌーイ法の単結晶育成装置を用いた.物質の特性を正確に測ろうとする場合,単結晶の方が多結晶に比べて有利であるという理由だからである.ベルヌーイ法とは原料粉末を酸水素炎で溶かして単結晶を成長させる方法で火炎溶融法と呼ばれる.原料粉末には高純度アルミナとドープ材料として有望と思われるSrとMgを使用した.研究成果:ベルヌーイ法の単結晶育成装置で作られた単結晶の試料を赤外吸収分析したらO-H伸縮振動の赤外吸収スペクトルがあり水素の存在が確認された.また作製した単結晶がプロトン導電性かどうかを判断するために電気電導度の測定をした.軽水と重水の2つを使って電気電導度の測定をし,その差があればプロトン導電性と判断できる.(単結晶中のプロトンが移動するかどうかの確認)電気電導度の測定した結果,ドープ材料のSrとMgを使用して作製したアルミナ単結晶はいずれもプロトン導電性があることが確認された.

Objective: To study the influence of water element in molten metal on metal products during production. The determination of water in molten metals requires thermal, mechanical, chemical and electrical stability. The semiconductor type and the polymer type are used. The solid electrolyte of this kind has the characteristics of high temperature (about 1000 ℃), water element permeability, water element permeability in solid electrolyte, current measurement, water element concentration and so on. The material of solid electrolyte type water element in molten metal is expected to be developed. Research Methods: Development of Solid Electrolyte-type Crystallization Materials for the Application of Single Crystallization Growth Devices by the Solid Electrolyte Method. When the properties of a substance are correctly measured, the single crystal is more advantageous than the multiple crystals. The method of melting raw material powder, acid and water, and the method of crystallization and growth. The raw material powder is highly pure, and the material is expected to be used for Sr and Mg. Research results: Single crystal growth equipment for single crystal growth was used to confirm the existence of water element in the sample by red absorption analysis of O-H stretching vibration. Determination of electrical conductivity of crystals Determination of electrical conductivity of heavy water and heavy water, determination of electrical conductivity of heavy water and heavy water. The measurement results of the electrical conductivity of the single crystal are confirmed by the use of Sr and Mg in the single crystal.