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新しいマグネシウム基合金と金属間化合物の水素吸放出特性

新型镁基合金及金属间化合物的吸放氢性能

基本信息

批准号：
01F00056
负责人：
山口正治
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01F00056/
关键词：
水素吸蔵合金水素吸放出と微細組織 Ti_3Al 熱電材料 Zn_4Sb_3 薄膜

项目摘要

(1)金属間化合物の水素吸放出特性の評価および、新たに見出した(2)熱電化合物の特性評価について報告する。(1)C15構造を有するMg-Cu-Ni系合金および、bcc構造を基礎とする構造を有するTi_3Al基合金を用いた研究過程で、水素吸放出に及ぼす微細組織の影響は、試料作製や合金溶製法の熱履歴、水素の吸蔵法に依存する微細組織の変化である。Ti_3Al合金は約3wt.%もの水素を吸蔵する水素吸蔵合金として着目されているが、これまで400℃以下では水素を放出しないと報告されていた。しかし、我々は127℃で水素を放出することを見出した。Ti_3Al合金に127℃で水素を吸蔵させると3つの水素化物を形成する。水素原子と金属原子との比をH/Mとすると、H/M〜0.5のβ水素化物(β_H)とH/M〜1.0のγ水素化物(γ_H)を形成し、γ_Hは更にH/Mの低い順にγ_<H1>とγ_<H2>に分類できる。可逆的な相変態はβ_Hとγ_<H1>との間で起こり、その相変態の可逆性により水素の吸蔵・放出も可逆的となる。一度、γ_<H2>まで水素を吸蔵するとγ_<H1>→β_H相変態は起こらず、水素放出曲線にプラトーが現れなくなる。γ_<H2>は高水素圧力下で急激に、あるいは水素吸蔵温度を室温まで下げ水素化することにより、容易に形成する。また、Ti_3Al試料を粉砕して水素化に用いても、可逆的なβ_H-γ_<H1>相変態は起こらなくなる。一方、多くの双晶がβ_Hへの水素化過程で形成され、これはβ_Hへの相変態が変位を伴う相変態であることを示唆している。β_H-γ_<H1>相変態もγ_Hの表面起伏より同様の相変態であり、それら変位の連続性が水素化物相変態、つまり水素吸蔵・放出の容易性に重要な役割を果たす。(2)スパッタにより作製したZn_4Sb_3薄膜の熱電特性を明らかにした。主な成果は、薄膜化することにより出力因子をバルクとほぼ等しく保ったまま、熱伝導率を減少させることにより、性能指数を向上させることに成功したことである。

(1)The evaluation of water absorption and desorption characteristics of intermetallic compounds is reported in this paper. (1) Mg-Cu-Ni alloys with C15 structure and Ti3Al-based alloys with bcc structure are studied in the process of application, the influence of water absorption and desorption, and the influence of microstructure on the preparation of samples, the thermal behavior of alloy dissolution, and the dependence of water absorption on microstructure. Ti_3Al alloy is about 3wt.% The water absorption alloy is used to absorb water and release water below 400℃. The temperature of water is 127℃. Ti_3Al alloy at 127℃ can absorb water and form water compounds. The ratio of water atom to metal atom is H/M, H/M ~ 0.5 and β hydrate (β_H), H/M ~ 1.0 and γ hydrate (γ_H)<H1><H2>. Reversible phase transition state β_H γ<H1>_ The first degree, γ_<H2>H absorption curve, γ_<H1>H →β_H phase transition curve and water emission curve are all present. Under <H2>high water pressure, it is easy to form water at room temperature. Ti_3Al samples were converted into powder by chemical reaction and reversible β_H-γ_phase <H1>transition. The formation of β_H_2 crystals in the hydration process of single and multiple crystals is discussed in detail. The β_H-γ_<H1>phase transformation and the surface undulation of γ_H are the same phase transformation, but the connectivity of the two phases is important for the phase transformation of water compounds and the ease of water absorption and release. (2)The thermoelectric properties of Zn_4Sb_3 thin films prepared by different methods were investigated. The main results are as follows: