高速注入イオンダイナミックスのイオン導電性酸化物構造依存性

高速注入离子动力学对离子传导氧化物结构的依赖性

• 批准号: 08229227
• 负责人: 松波 紀明
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08229227/
• 关键词: 高速重水素イオン; 異常透過; プロトン導電性酸化物; 熱的非平衡効果; イオンビーム分析法; 粒界

種々のペロブスカイト型酸化物焼結体(粒径約20μm)に高速重水素イオンを注入した時、注入重水素の一部が厚さ0.3mm程度の試料中を透過し試料裏面[試料を裏返した部分]に達していること(異常透過)を観測した。本研究では、ペロブスカイト型酸化物を主として、異常透過に対する粒界及び試料中の水分の影響、さらにパイロクロア型プロトン導電性酸化物中の異常透過の有無を調べ、以下の結果を得た。厚さ0.25mmのSrTi_<0.97>Sc_<0.03>O_3-α単結晶試料に100KeVD^+イオンを室温にて試料に垂直に10^<18>/cm^2注入した後、D(^3He、He)pイオンビーム核反応より放出されるpのエネルギー分布から重水素濃度分布を求めた。この結果、単結晶試料においても重水素の異常透過が観測された。従って異常透過に対する粒界の影響は小さいと言える。Heイオンビーム反跳水素検出法を用い、試料中の水分に含まれる水素濃度を求めた、乾燥処理により水素濃度は数10%から数%に減少したが、異常透過と水素濃度の直接的な相関は見られなかった。水素が必ずしも水分として存在しないことも考えられる。さらに、パイロクロア型プロトン導電性酸化物のLa_2Zr_2O_7(10%Y)(厚さ約0.4mm)においては高速注入重水素の異常透過は認められなかった。重水素異常透過のイオン導電性酸化物構造依存性に関する十分な知見は得られなかったが、重水素の異常透過の度合(注入量に対する透過重水素量の比)と高温でのプロトン移動度との関連性が見られた。これは試料温度が室温付近にもかかわらずイオン注入時にはあたかも高温状態にあることを示唆する。

When a high-speed heavy water element is injected into a 々のペロブスカイト-type acid compound compound (particle size is about 20 μm), a part of the heavy water element is injected. The thickness of the sample with a thickness of about 0.3 mm is the same as the penetration inside the sample [the back part of the sample] (abnormal penetration) is measured. This study focuses on the influence of the main components of the では, ペロブスカイト-type acid compound, the abnormal transmission of the particles at the grain boundaries, and the moisture content in the sample. The following results were obtained based on the presence or absence of abnormal transmission in the さらにパイロクロア type プロトン conductive acid compound. Thick 0.25mm SrTi_<0.97>Sc_<0.03>O_3-α single crystal sample 100KeVD^+イオンを room temperature sample にvertical 10 After ^<18>/cm^2 is injected into the した, the D(^3He, He)pイオンビームnuclear reaction system releases the されるpのエネルギーdistribution and the heavy water concentration distribution is obtained. As a result, the abnormal transmission of heavy water in the single crystal sample was measured.従って abnormality affects は小さいと语える through the に対する grain boundary. The use of anti-bumping water extraction method, the determination of the water content in the sample, the determination of the water concentration, and the use of drying treatment The hydrogen concentration is reduced by 10% and the hydrogen concentration is directly related to the abnormal permeability and hydrogen concentration. Hydrogen is necessary and moisture is present.さらに、パイロクロア type プロトン conductive acid compound La_2Zr_2O_7 (10% ) (Thickness is about 0.4mm) The abnormal penetration of heavy water injected at high speed is recognized by the high-speed injection of heavy water. Abnormal penetration of heavy water into the structure of conductive acidic substance Dependence on the structure of the conductive acid There is a correlation between the degree of constant penetration (the ratio of the amount of heavy water injected and the amount of heavy water injected) and the degree of high-temperature mobility. The temperature of the sample is close to room temperature and the temperature is high when the sample is injected.