【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.05.21】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23UT0143

利用課題名 / Title

多孔性結晶の粒子形状の加工と諸性状の評価

利用した実施機関 / Support Institute

東京大学 / Tokyo Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

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）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials

キーワード / Keywords

化学蓄熱材,イオンミリング/ Ion milling

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)

鎮目 邦彦

所属名 / Affiliation

東京大学　大学院工学系研究科

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

福川 昌宏

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

UT-153：クロスセクションポリッシャー(CP)

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

化学蓄熱への応用が期待できる多孔性結晶材料について、ナノスケール熱計測を実施するために必要な前処理加工をARIMの装置（クロスセクションポリッシャー(CP), UT-153）によって実施する。ナノスケール熱計測手法であるサーモリフレクタンス法は、サンプル表面に付与した金属トランスデューサー膜（主に 100 nm Al膜）の反射率の温度依存性（サーモリフレクタンス）を利用してサンプルの熱物性を計測する手法である。反射率変化を正確に検出するために、トランスデューサー膜の下地であるサンプル表面は平滑である必要があり、そのために前処理としてCPによる表面加工を行った。

実験 / Experimental

化学蓄熱材として有望なベータ硫酸ランタン（β-La₂(SO₄)₃）の数 mmサイズの配向性多結晶粒を作製した。CPによって表面を平滑に加工した上で、真空蒸着によってAl膜を蒸着した。これに対して、サーモリフレクタンス法によって熱計測を実施した。

結果と考察 / Results and Discussion

β-La₂(SO₄)₃サンプルに対してCP加工を施した（図１）。その後、Al膜を蒸着した上で、サーモリフレクタンス法による熱計測を試みた。しかし、400 nmのレーザー（Φ~10 μm, 20 mW）をサンプルに照射したところ、表面の破壊が進行してしまい適切なサーモリフレクタンスの信号を取得することができなかった。この原因として、β-La₂(SO₄)₃の配向性多結晶粒が機械的に脆いために、CP加工によって十分な平滑度を得られなかったことが挙げられる。粗い表面ではその比表面積の大きさからレーザー光の吸収効率が高くてサンプル側の温度上昇が大きく、またβ-La₂(SO₄)₃の耐熱性が低かったために破壊が進行した可能性がある。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図1　CP加工を施した後のベータ硫酸ランタンサンプル表面の光学顕微鏡像

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

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)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

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