中性子ラジオグラフィーを用いる非平衡合金中の微量プロチウムの可視化に関する研究

非平衡合金中痕量氕的中子射线照相可视化研究

• 批准号: 10148221
• 负责人: 坂口 裕樹
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tottori University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10148221/
• 关键词: プロチウム; Mg_2Ni; 中性子ラジオグラフィー; 水素吸蔵合金; メカニカルアロイング; プロチウム; Mg_2Ni; 中性子ラジオグラフィー; 水素吸蔵合金; メカニカルアロイング

本研究では、次世代の水素吸蔵合金として期待されるMg_2Niについて、この合金中の水素濃度を中性子ラジオグラフィー(NRG)を用いて非破壊で高精度に定量する手法を確立することを目的とした。また、微量の水素を対象とすれば水素脆性の影響を押さえてその挙動を観測することが期待できるため、合金中の水素の分布状態や拡散挙動を調べる試みも行った。水素濃度の異なる試料Mg_2NiHx(X=0〜1.08)について得られたNRG像の黒化度と水素濃度の関係を調べたところ、水素固溶領域においては黒化度と水素濃度との間に良好な直線関係があることがわかった。これにより、Mg_2Ni中の微量・低濃度水素を高精度で定量できることが示された。他方、MgNi,Mg_2Ni,Mg_3Niの各組成の合金塊をNaBH_4水溶液を用いて水素化させ、水素吸蔵の進行の様子を観察した。Mg_2NiをNaBH_4水溶液に浸し、15分後に取り出してNRG測定を行ってみたところ、合金塊の縁の部分が白色となった像が得られ、水素吸蔵合金の初期水素化過程をはじめて観測することに成功した。Mg_3Ni (Mg_2NiとMgの共晶)の場合もMg_2Niと同様のNRG像が得られたが、水素化の進行は遅いことが示された。これらの試料では、水素化の初期では水素が合金塊の縁の部分に集中して存在し、合金内部へ水素の濃度勾配が緩やかに形成されるわけではないことが明らかにされた。NRG像で白く写った部分を削り取りXRD測定を行ってみたところ、この部分では水素固溶相を形成していることが示された。MgNiについては、上記の2種類の組成の試料と同様なNRG像は得られなかった。また、NaBH_4水溶液浸漬後8時間のNRG像を見るといずれの試料も水素化が合金内部へ進行していることがわかった。

这项研究旨在建立一种使用中性X射线照相（NRG）的MG_2NI量化合金中氢浓度的方法，该方法可预期为下一代氢储存合金。此外，当靶向少量氢时，可以预期可以抑制氢的含量并可以观察到其行为，因此我们还尝试研究合金中氢的分布和扩散行为。当研究了针对样品MG_2NIHX（X = 0至1.08）获得的NRG图像的涂成变化程度与氢浓度不同的NRG图像之间的关系时，发现在氢化氢化区域的氢化程度与氢浓度之间存在良好的线性关系。这表明MG_2NI中的痕量和低浓度氢可以高精度进行定量。另一方面，使用NABH_4水溶液氢化了每个组成MGNI，MG_2NI和MG_3NI的合金颗粒，并观察到储存氢的进度。将MG_2NI浸泡在NABH_4水溶液中，在15分钟后除去，并进行NRG测量。通过变成白色的合金块的边缘获得了图像，并首次成功观察到氢储存合金的初始氢化过程。在MG_3NI（MG_2NI和MG的Eutectic）的情况下，获得了与MG_2NI相同的NRG图像，但表明氢化进展缓慢。在这些样品中，揭示了氢气在氢化开始时集中在合金条的边缘，并且氢的浓度梯度不会在合金内部轻轻形成。当将NRG图像的白色部分刮掉并进行XRD测量值时，显示在此部分中形成了氢 - 固相。关于MGNI，未获得与上面两个组合物的样品相同的NRG图像。此外，在浸入NABH_4水溶液中8小时后查看NRG图像，发现所有样品中的氢化都延伸到合金内部。