の形成は抑制された．気孔面積率は～34%まで向上した9)．一方のNiO/YSZ焼結膜の場合は，パルス幅が1.6 ms以上においてニッケルと考えられる凝集体が形成された．焼結膜に含まれるニッケルの融点が約1455℃であるため，パルス照射で，それ以上の熱量が加えられたためと推測される．またパルス幅が1.4 ms以下の条件では，この凝集体の形成が抑制され，パルス幅1.2 msのときに約36%の気孔面積率が得られている．次に，膜厚約40μmのグリーンテープに，パルス幅1.0 ms，パルスエネルギ約0.43 mJのレーザを照射して形成したLSM焼結膜の断面観察を行った．図7にFIB-SIM像を示す．ここでサンプルの傾斜が30°あるため，縦方向の実距離は横方向の2倍である．8-YSZ基板上に，わずかにコントラストの異なるLSMと推測される焼結膜が観察される．この焼結膜の膜厚は1～2μmで，焼結前の膜厚の約5%に相当する10)．このように，レーザ焼結法を用いた電極膜形成において，照射パルス幅の調整で気孔面積率～30%の多孔質膜の形成が可能となり，SOFC用電極膜としての利用が考えられる．3.2LSM電極膜のEDX分析8-YSZ基板上に形成した多孔質ならびにバルクLSM焼結膜断面のEDX分析を実施した．膜厚約12μmのグリーンテープに，レーザ光を同一パスで2回照射することで測定サンプルを作製した．具体的な形成条件は，パルス幅1.2 ms，パルスエネルギ約0.18 mJ，走査速度3.3 mm/s（200 mm/min）で，１回目および2回目のデフォーカス量を，それぞれ5，5 mmもしくは2，2 mmに設定した．1回目のレーザ照射で，グリーンテープ表面から焼結が進行して膜厚が減少し，2回目のレーザ照射で，レーザのエネルギが表面の焼結膜に吸収および再加熱され，膜と基板の界面の未焼結部位の焼結が進行したと推測される．形成された多孔質LSM膜やバルクLSM膜は，簡易スクラッチ試験による膜の剥離が低減する傾向にあった．図8(a)に多孔質LSM膜のEDX分析結果を示す．表示した元素割合は，酸素を除く測定量に対する相対値である．焼結膜の膜厚は約12μmで，レーザ照射前のグリーンテープの膜厚からほとんど変化なく，膜の表面付近にLSM含有元素であるLa，Sr，およびMnが検出されている．一方，バルクLSM膜のEDX分析結果（図8(b)）では，焼結膜の膜厚は約1/6の約2μmにまで減少し，膜の表面付近にはLa，Sr，Mnに加えYが検出されている10)．これは，高出力のレーザ照射によってYSZ基板が分解し，YがLSM膜表面まで拡散したためと推測できる．得られたバルク膜は高い密着性を示す．3.3密着性改善に向けた走査速度パラメータの効果電極膜の電気的特性を評価するにあたって，基板との密着性の低下は接触抵抗の増大の原因となる．たとえば，レーザ焼結膜を電気炉で1150℃，2時間加熱することで，基板界面の焼結を促し，電気特性の評価が可能になる11)．現状，数～10μm前後の多孔質電極膜の形成を確認してい図8図78-YSZ基板上に形成したLSM膜の断面FIB-SIM像（傾斜角度30°）（a）多孔質膜：デフォーカス量5，5 mm（b）バルク膜：デフォーカス量2，2 mm8-YSZ基板上に形成したLSM電極膜断面のEDX分析結果：レーザ光を2回照射して焼結膜を形成- 102 -
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