Zr-(63, 39) at.%Al合金,Zr-31 at.%Y合金の高温酸化および酸化皮膜の起電力

High temperature oxidation of Zr-(63, 39) at.%Al alloy, Zr-31 at.%Y alloy and EMF of oxide scales

大東 純*; 河村 憲一*; 上田 光敏*; 入澤 恵理子 ; 小松 篤史 

Ohigashi, Jun*; Kawamura, Kenichi*; Ueda, Mitsutoshi*; Irisawa, Eriko; Komatsu, Atsushi

ジルコニウム合金とその酸化皮膜を酸素センサへ応用することを目的とし、Zr-63 at.%Al、Zr-39 at.%Al、Zr-31 at.%Y合金の高温酸化実験を行った。これらの合金の酸化挙動を観察し、また、酸化抑制が確認できた合金に関してはその酸化皮膜の起電力測定を行い、酸化物イオン伝導性を検討した。Zr-39 at.%Al、Zr-31 at.%Y合金については、合金化による酸化ジルコニウム成長速度の抑制効果は見られなかった。一方、Zr-63 at.%Al合金については、薄く均一で緻密な酸化ジルコニウム皮膜が形成した。この酸化皮膜について既知の酸素濃度のガス中で起電力測定を行ったが、想定される起電力よりも小さく,酸化物イオン伝導性は十分とは言えなかった。

In order to apply zirconium alloys and their oxide films to oxygen sensors, high temperature oxidation experiments were conducted on Zr-63 at.%Al, Zr-39 at.%Al, and Zr-31 at.%Y alloys. The oxidation behavior of these alloys was observed, and the oxide ion conductivity was examined by measuring the electromotive force of the oxide films of the alloys whose oxidation inhibition was confirmed. Zr-39 at.% Al and Zr-31 at.% Y alloys. On the other hand, a thin, uniform, dense zirconium oxide film was formed for the Zr-63 at.%Al alloy. The electromotive force (EMF) of this oxide film was measured in a gas of known oxygen concentration, but it was smaller than the expected EMF, and the oxide ion conductivity was not sufficient.