【公開日：2023.07.31】【最終更新日：2023.05.30】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22UT0310
利用課題名 / Title
エネルギー用材料の構造評価
利用した実施機関 / Support Institute
東京大学
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
電子顕微鏡/Electron microscopy,X線回折/X-ray diffraction,水素貯蔵/ Hydrogen storage
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
宮澤 薫一
所属名 / Affiliation
東京理科大学
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
田中 優実
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術補助/Technical Assistance（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
UT-101：低損傷走査型分析電子顕微鏡
UT-202：高輝度In-plane型X線回折装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
ニッケルとメタンの高温反応により水素を生成する研究において、ニッケルめっき膜表面に堆積した炭素とニッケルめっき膜表面の構造変化を走査電子顕微鏡とエックス線回折により調べた。
実験 / Experimental
厚さ1mmのパーマロイ合金上に作製したニッケルめっき膜(厚さ30mm)にメタンガスを流し、800℃で1時間反応させた。このニッケルめっき膜を8mm角に切り出した試料について、走査電子顕微鏡(JEOL JSM-7500FA)による表面観察とX線回折装置(Rigaku SmartLab、45 kV、200 mA、Cuターゲット)による結晶構造評価を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
Fig.1に(a)反応前と(b)800℃で反応させたニッケルめっき膜表面のSEM像を示す。反応前は上方の直線状の研磨痕を除いて平坦な表面を呈しているが、反応後はメタンが分解して生成した炭素が一面に観察されている。カーボンナノチューブのようなファイバー状炭素は観察されなかった。この理由として、ファイバー状の炭素が生成するためには、ニッケルが触媒粒子として機能することが可能なある厚さ以下の膜厚（臨界膜厚）となっていることが必要であるためと考察された。Fig.2に(a)反応前と(b)反応後のめっき膜表面のX線回折図形を示す。両者ともに面心立方晶のX線回折図形を示しており、反応前後においてニッケルめっき膜表面の特段の構造変化は観察されなかった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig.1 SEM images of the surface of Ni plating film (a) before and (b) after the reaction with methane at 800℃ for 1h.
Fig.2 X-ray diffraction profiles of the Ni plating films (a) before and (b) after the reaction with methane at 800℃ for 1 h.
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
謝辞：本研究の一部は、文部科学省「マテリアル先端リサーチインフラ」事業（課題番号：PMXP1222HK22UT0310）の支援を受けて実施された。
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
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Kun'ichi Miyazawa, Surface atomic structures of nickel plating films reacted with methane at high temperature, Surface and Interface Analysis, 55, 321-328(2023).
DOI: 10.1002/sia.7192
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 宮澤薫一, 鈴木 凌, 橘勝,田中優実, “Mechanical and structural changes in the surface of SUS304 and SUS316L austenitic stainless steels that were subjected to repeated cryogenic heat treatments”, IUMRS-ICYRAM2022, The 5th International Conference on Young Researchers on Advanced Materials, 令和4年8月6日.
- 宮澤薫一, 菅原一輝,高松誠一, 伊藤寿浩,田中優実, “オーステナイトステンレス鋼の冷熱衝撃試験による機械的性質の変化”, 日本物理学会 2022年秋季大会, 令和4年9月13日.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件