中性子散乱を用いる希土類系合金アモルファス薄膜中の水素の局所構造研究

利用中子散射研究稀土合金非晶薄膜中氢的局域结构

• 批准号: 06750862
• 负责人: 坂口 裕樹
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750862/
• 关键词: LaNi_5; 水素貯蔵; アモルファス; 薄膜; 中性子散乱; 構造解析

本研究は、中性子弾性散乱および非弾性散乱を利用し、アモルファスLaNi_<5.0>中における水素原子周囲の局所的環境を明らかにすることにより、結晶(c-)からアモルファス(a-)への形態の変化がもたらすLaNi_5の構造の違いと水素吸蔵特性の差との相関性について考察することを目的とする。中性子非弾性散乱実験より、結晶とは異なりアモルファス中の水素は様々な振動エネルギーを有していることがわかった。このことから、水素は形状やサイズのそろったサイトにのみ存在するのではなく、それらにばらつきを有する歪んだサイトにも占有されていることが明かになった。中性子弾性散乱実験よりa-LaNi_<5.0>およびa-LaNi_<5.0>D_<2.5>の全二体分布関数g(r)を導出し、さらにそれらから重水素原子に関係する原子-原子相関を抽出することにより、D-La,D-NiそしてD-D相関からなる二体分布関数Δg(r)を得た。その解析により、D原子に最隣接するNi原子との相関の平均距離は、1.70Aであることがわかった。結晶におけるこの距離付近のD-Ni相関の平均距離は1.64Aであることから、a-LaNi_<5.0>D_<2.5>中のD-Ni平均相関距離は結晶におけるそれと比較して伸長していることがわかった。このことよりアモルファス中の(重)水素は、サイズの膨張しているサイトにも存在しうることが明らかとなった。得られたD原子に最隣接するNi原子およびLa原子の配位数より、アモルファス中に存在する2種類のサイトへ配分される水素の割合は、四面体サイトで80%、八面体サイトで20%であることが示唆された。水素濃度がH/LaNi_5<3の時、結晶においては、四面体サイトへ分配される水素の割合は50%以下であることが明らかにされている。これに対しアモルファスの場合はその分配率が大きく異なり、H/LaNi_5=2.5という水素濃度において、80%もの水素が四面体サイトへ分配されることがわかった。

は, this study of temper 弾 sex scattered お よ び non 弾 scattered を using し, ア モ ル フ ァ ス LaNi_ < 5.0 > the に お け る water element atoms weeks 囲 の bureau environment を Ming ら か に す る こ と に よ り, crystallization (c -) か ら ア モ ル フ ァ ス (a -) へ の の form - the が も た ら す LaNi_5 の tectonic の violations い と water 蔵 absorption characteristics The purpose of the examination is とする. Temper in non 弾 scattered be 験 よ り, crystallization と は different な り ア モ ル フ ァ ス は の water in others 々 な vibration エ ネ ル ギ ー を have し て い る こ と が わ か っ た. こ の こ と か ら shape, water element は や サ イ ズ の そ ろ っ た サ イ ト に の み exist す る の で は な く, そ れ ら に ば ら つ き を have す る slanting ん だ サ イ ト に も occupies さ れ て い る こ と が Ming か に な っ た. Scattered in temper 弾 sex be 験 よ り a - LaNi_ < 5.0 > お よ び a - LaNi_ < 5.0 > D_ < 2.5 > の masato number two body distribution g (r) all を export し, さ ら に そ れ ら か ら heavy water element atoms に masato is す る atoms - phase masato を spare す る こ と に よ り, D - La, D - Ni そ し て D - D phase masato か ら な る ii The volume distribution number Δg(r)を gives た. そ の parsing に よ り, D atomic に most 隣 す る Ni atoms と の phase masato の average distance は, 1.70 A で あ る こ と が わ か っ た. Crystallization に お け る こ の pay close の D - Ni phase masato の average distance は 1.64 A で あ る こ と か ら, A - LaNi_ < 5.0 > D_ < 2.5 > masato の D - Ni average phase in the distance は crystallization に お け る そ れ と compare し て elongation し て い る こ と が わ か っ た. こ の こ と よ り ア モ ル フ ァ ス in の (heavy) water element は, サ イ ズ の expansion し て い る サ イ ト に も exist し う る こ と が Ming ら か と な っ た. Have ら れ た D atomic に most 隣 meet す る Ni atoms お よ び La atoms の coordination number よ り, ア モ ル フ ァ ス に exist す る 2 kinds の サ イ ト へ partition さ れ る water element の cut は, tetrahedral サ イ ト で 80%, octahedral サ イ ト で 20% で あ る こ と が in stopping さ れ た. Water levels が H/LaNi_5 < 3 の, crystallization に お い て は, tetrahedral サ イ ト へ distribution さ れ る water element の cut close は below 50% で あ る こ と が Ming ら か に さ れ て い る. こ れ に し seaborne ア モ ル フ ァ ス の occasions は そ の allocation rate が big き く different な り, H/LaNi_5 = 2.5 と い う water element concentration に お い て, 80% も の water element が tetrahedron サ イ ト へ distribution さ れ る こ と が わ か っ た.

项目成果

H.Sakaguchi: "The Local Structure Around Hydrogen Atoms in a Hydrogenated Amorphous LaNi_<5.0>Film Studied by Neutron Diffraction" Journal of Alloys and Compounds. (in press).

H.Sakaguchi：“通过中子衍射研究氢化非晶 LaNi_<5.0> 薄膜中氢原子周围的局部结构”合金与化合物杂志。

太田時男監修 足立吟也: "水素エネルギー最先端技術 第3章第2節-金属膜による水素の分離-" エヌ・ティー・エス, (21)714 (1995)

太田东京夫和安达银也监督：“尖端氢能技术第 3 章第 2 部分 - 使用金属膜的氢分离”NTS，(21)714 (1995)

H.Sakaguchi: "Hydrogen Permeation Characteristics for Oxide/Metal Multilayered Films" Chemistry of Materials. 7. 137-141 (1995)

H.Sakaguchi：“氧化物/金属多层膜的氢渗透特性”材料化学。

H.Sakaguchi: "The Confinement of Hydrogen in LaNi_5 by Poisoning of the Hydride Surface" Journal of Alloys and Compounds. (in press).

H.Sakaguchi：“通过氢化物表面中毒对 LaNi_5 中的氢进行限制”《合金与化合物杂志》。