| Project/Area Number |
22K14487
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
Basic Section 26020:Inorganic materials and properties-related
|
|---|
| Research Institution | Japan Synchrotron Radiation Research Institute |
|---|
Principal Investigator |
Kobayashi Shintaro 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 回折・散乱推進室, 研究員 (10771892)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
|
|---|
| Keywords | 放射光粉末回折 / その場観測 / 高温計測技術 / 構造物性 / 放射光粉末X線回折 / 高温測定 / 無機材料 / 構造解析 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
材料の合成プロセスの理解は、材料開発を合理的かつ効率的に推進する上で欠かせない。本研究では、1200℃以上の高温加熱が可能な顕微鏡観察用の加熱ステージを用いた透過型放射光X線構造解析システムを構築し、超高温合成過程の簡便なその場観測を実現する。現実の材料合成環境を再現するために、さまざまな種類の測定容器の開発を進め、加えて統計精度の高いデータ取得のための測定・制御システムの開発を行う。測定装置、測定試料セルの開発・改良と、実用材料の合成プロセスの高温その場観測を並行して進め、フィードバックをかけることで、実合成環境に近い条件下で使用可能な高温材料解析手法として確立したい。
|
| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we developed a transmission high-energy X-ray diffraction (XRD) system using a high-temperature heating stage to observe the synthesis process of various functional materials. Specifically, we developed a measurement sample cell that can be used above 1000 ℃ under various gas flow conditions equivalent to actual synthesis processes. We then evaluated the temperature accuracy inside the stage from the measurement of standard samples using the developed sample cell. Additionally, to obtain XRD data with sufficient particle statistics in high-temperature regions where crystal grain growth progresses, we implemented a powder diffraction system with the heating stage oscillating and translating. The results of our development were demonstrated through the observation of the synthesis process of actual functional materials, proving that this system is useful for in situ observation of high-temperature synthesis processes and material phase transformation processes.
|
| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
セラミックスや磁石等の社会基盤材料の高温合成プロセスを解明することは、これらの材料を効率的かつ合理的に設計するために必要不可欠である。今回の研究で開発した計測システムを用いることで、最高1400 ℃という高温でのさまざまなガス雰囲気下での粉末回折パターンの簡便な取得が可能となった。これにより、従来はブラックボックス化していた高温下での相変化に関する情報を取得可能とした。さらに、合成時に発生するガス成分を同時に分析するシステムも構築し、より多角的に高温材料のプロセス評価が可能となった。この研究で確立した手法を将来的には吸収分光などにも応用し、超高温下での材料分析手法をさらに拡張したい。
|
