報告書番号

Q12006

タイトル（和文）

熱酸化処理を利用した一体型金属／酸化物電極の作製および性能評価

タイトル（英文）

Evaluation of integrated metal / oxide electrode prepared by thermal oxidation process

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

現在、イットリア安定化ジルコニア(YSZ)管に金属線と酸化物粉末を封入した金属/酸化物電極が、炉内構造材料の腐食電位(ECP）測定に利用されている。本研究では、電極性能を改善するために、薄膜多層構造の一体型Ni/NiO電極(IMOE)を試作し、その特性を評価した。スパッタ蒸着を利用して作製したIMOE(旧型)は、浸漬により蒸着膜がNi基板とNiO膜の境界で剥離した。そこでNi基板とNiO膜との密着性を高めるために熱酸化法を利用し、改良型IMOEを作製した。改良型IMOEの積層構造は浸漬試験による影響はなく、電極電位の変動は0.01-0.1 mV/hであった。また室温でのpH応答は-56.9 mV/pHであり、理想的な応答（-59 mV/pH）との差は約4%であった。上記結果から、熱酸化法の導入によりIMOEの耐久性とpH応答特性が旧型よりも著しく改善した。

概要 （英文）

A metal / oxide (M/O) electrode with an yttria stabilized zirconia (YSZ) is employed as a reference electrode for measuring corrosion potential of reactor structural material. The electrode can operate at high temperature and has a braze juncture between YSZ and metal tubes which may be corroded in high temperature water. These issues should be overcome in order to improve the performance of M/O electrode. We have developed an integrated Ni / Ni oxide electrode (IMOE) and evaluated its performance. The sputter deposited thin films of former IMOE detached from the boundary between Ni substrate and NiO film in a buffer solution (ph 7) at room temperature. We employed thermal oxidation process to obtain durable nickel oxide film on Ni substrate and composed an improved IMOE. A multilayer structure of the improved IMOE lasted up to 1100 hour immersion test. Compared to the former IMOE, a potential of IMOE is stable and has a drift of 0.01 - 0.1 mV/hour. A pH response of the IMOE was also observed in buffer solutions (pH 4.02 - 9.26) at room temperature. It has a slope of - 56.9 mV / pH which is smaller than the ideal pH response (-59 mV/pH) by 4 %. Thermal oxidation process was effective to improve durability and pH response of IMOE at room temperature.

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