Fe原子の磁気モーメン トの増加が, RC 0

藤 原 勝 幸

1. 緒 言

最近,水素貯蔵材料 として金属水素化物が注 目されているが, これ と並行 して,金属の物 性面での水素吸収の影響についての研究が数多 くなされている.希土類金属 と遷移金属 との 間に作 られ る金属間化合物は,適当な温度,圧力のもとで多量の水素を吸収 す る こ とが で き(1),これ らの水素化物は磁性面で も数多 くの興味深い性質を示す(2).金属間化合物

RFe a

Fe原子の磁気モーメン トの増加が, RC 0

Co

本研究では,金属間化合物 Gd

( Fel ̲ , r C o, )

5 9 C

( Feュ ̲ 3 F C o x )3

2 .

本研究で用いた試料は, 純度

9 9 . 9 %

,9 5

oC

( PuNi

試料の水素化は,Fi

g.1

Fi g.

Di a gr am o ft hes ys t e m f o rhy dr o ge na t i o n a n da c t i va t i o n

* 昭和5

7

4

桝 基礎専門 応用物理 訪節 原稿受付 昭和5

7

9

0

58

1 3

用いて行なった.また,試料の活性化処理は次のような手瀕で行なった.

(1)試料の入いったサンプル ･ホルダー内を拡散ポンプにより十分排気す る. (本実験で は約

5

( 2 )

3 5 0oC

3 0

( 3 )

0 0oCまで下げ,サンプル ･ホルダー内に水素 ガスを導入する.このとき

6

￠)

0 0oCのままで,サンプル ･ホルダー内を排気する. この操作で,試料内に

( 5 )

3 )

( 4 )

5‑6

核磁気共鳴の測定は,スアンエコー法により,零磁場,測定温度7

7Kで行なった1

3 .

3 ‑1

Co濃度(x)が0,0. 2,0. 3

Gd Fe

,Gd( Fe o . 8 C

.

,Gd( Fe e . 7 C

VS.

5 0oC,1 75oC,2 0 0oC

g. 2に Gd( Fe o . 8 C oo . 2 ) 3

る測定結果を示す.他の

Co

Ta b l ei

Ta b l eI

,Co

Be c hma n

( C

Co

水素吸収曲線における水素吸収平衡圧 と 測定温度の逆数 との関係 より,試料の水素 吸収に関するェソタルピー変化 (JH)を算 出することができた.得 られた AHの値を

0 (u.

m

S 紳 d

Gd(F

e

qh2 ) 3

0 . 5 1 1 . 5

H

a 8 C q u も

2 2 5

Fi g. 2 Abs o r pt i o ni s ot he r msf o r

Gd( Fe o

8

o o . Z ) 8 ･ H s y s t e m

Ta b l e

Pl a t e a upr e s s ur e( PI ‡ )a n dEnt ha l pyc ha nge ( A H)

Gd Fe 8 ‑ H 0 . 0 2 6 0 . 0 4 4 0 . 0 6 8 ‑7. 8×1 0 8 Gd( F

.

Co o . 2 ) 8 T H 0 . 0 5 5 0 . 0 7 6 0 . 1 6 5. ‑8 . 7×1 0 8

Tabl e

Co濃度の増加にともない,エンタルピー変化が増加していることが分

, dH

なお,水素吸収過程における試料の結晶構造の変化は見 られず,PuNi8型の結晶構造を維 持 していた. .

312

9

Co

0 .1

Gd( Fe e . 9 Coo .

)

5 9 C

( Gd( Fe e . 9 Co o .

) 8 H y

y

61 ,0･ 9 5

1 . 1 9,1 . 9 3と変化させた. また,測定温度は77

0,0. 61

0. 9 5

9 Co

Fi g. 3

4

(1 tN ⊃ ^d く ∝ ヒ g 豊 山 凸 ⊃ 1 n

O H U u 二 二 二 一

y ニ0 11 4 ¹

y= 0 . 6 ¹

y=0. 95

2 13 13 1 1 ^{4 4 1 1 . .}

1 1 0 1 2 0 1 5 0 1 7 0 1 9 0 RESONANCE FREQUENCY

Fi g. 3 NMRs i g na lsat

Coi nGd( Fe

̲

o G ) 8 Hy( x‑0 . 1 )

数は

1 2 0 . 5 MHz,1 6 2 . 5 MHz ,1 7 0 . 5 MHz ,1 9 3 MHz

3

3

Fi g･4

C

,Co

,Co

g. 3

Co

5 9 C

6 0

1 3

ヽ ヽ

･ ､ ､ : ､ ､ ･

･ ､ . 4 ̲ ̲ ̲ ̲ ̲ ̲ ̲ ̲ i . C 空 r ̲ ) ̲ .3

㌔ ‑､ ･4‑

･ 一 一 ‑ l l ‑‑ I ‑ I . 2

(co ワ

‑ ^{'■ ･} ‑ ‑‑ ‑ ‑ ･ . ‑ ･ ･ ･ ‑ ‑

Fi g. 4 PuNi 8 ･ t yPeS t r uc t ur e

H/Gd( F e d . 9 C qL l ) 3

Fi g. 5 Re s o na nc ef r e que nc yvs.

Hy dr o ge nc o nt e nt

磁場に対応 してお り,水素吸収量の増加にともない,低周波数側にシフ トしている. ピーク

1

Co

5 9 C

1

4

5 9 C

Fi g.5

5 9 C

,Co

トについては増加することが分かる.

Co

Co

2

(1)水素吸収による格子定数の増加

( 2 )

Co原子の磁気モーメン トの減少

これに対 して,CoⅡサイ トでの内部磁場の増加については,上記の要因では解釈できず,防 接

Fe

メス.,'ゥァ‑効果の測定 も加え,5

7 Fe

3

Co

CoⅡ

4 .

本研究では,金属間化合物

Gd ( Fel ̲ xCox)

5 9 C

ウアー効果の測定を行なってい く必要がある.

終 りに,本研究の実施にあた り適切なる御教示を賜わ った信州大学理学部辻村琵教授,な らびに実験の遂行にあた り御協力いただいた信州大学理学部統計研究室の学生諸君に心 より 感謝いたします.

参 考 文 献

( 1 ) A. A.Mi e d e ma, K. H. J .Bus c ho w a nd H. H.Va n Ma t ,J .Le s s I Co mmo n Me t a l s 49 ( 1 9 7 6 )46 3

( 2 ) K. H. J .Bus c ho w a n dP. F.d eCh急 t e l ,Pu r e & Appl .Che m. 52( 1 9 7 9 )1 3 5

( 3 ) S. 冗.Ma l i k,W. E.Wa l l a c ea n dT.Take s hi t a,So l i dSt a t eCommu n. 28( 1 9 7 8 )9 7 7 ( 4 ) C. A.Be c hma n,A.Go u d y,T. Ta ke s hi t a .W. E.Wa ll a c ea n da. S.Cr a i g.I no r g.Che m.

1 5( 1 9 7 6 )21 8 4