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Materials design and development of cation conductive crystal-oriented ceramics

Research Project

Project/Area Number 24360273
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypePartial Multi-year Fund
Section一般
Research Field Inorganic materials/Physical properties
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

FUKUDA KOICHIRO  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90189944)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) ASAKA Toru  名古屋工業大学, 工学研究科, 准教授 (80525973)
Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) YOSHIDA Hideto  東京大学, 理学研究科, 技術職員 (30376553)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2014: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2013: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2012: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Keywordsセラミックス / 構造・機能材料 / 環境材料 / イオン伝導体 / 結晶配向 / 反応拡散 / イオン交換 / 結晶配向セラミックス / イオン伝導 / X線回折
Outline of Final Research Achievements

The b-axis-oriented polycrystalline Na0.85Ti0.51Ga4.37O8 (NTGO) was prepared using the reactive diffusion technique. When the sandwich-type Ga2TiO5/NaGaO2/Ga2TiO5 diffusion couple was heated at 1323 K for 24 h, the NTGO polycrystal was readily formed in the presence of a liquid phase. We mechanically extracted the thin-plate electrolyte consisting of the grain-aligned NTGO polycrystal. The ionic conductivity of the electrolyte along the common b-axis direction steadily increased from 1.3×10-4 to 7.3×10-3 S/cm as the temperature increased from 573 to 1073 K. The NTGO showed the crystal structure (space group C2/m) with substantial positional disordering of one of the two Ga sites. The Na ions occupied ca. 43% of the Wyckoff position 4i site, the deficiency of which would contribute to the relatively high ionic conductivity along the b-axis. The reactive diffusion would be widely applicable as the novel technique to the preparation of grain-aligned ceramics of multi-component systems.

Report

(5 results)
  • 2015 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2016 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (12 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (4 results)

  • [Journal Article] Microtexture of c-Axis-Oriented Polycrystalline Lanthanum Silicate Oxyapatite Formed by Reactive Diffusion2016

    • Author(s)
      K. Fukuda, M. Okabe, and T. Asaka
    • Journal Title

      J. Am. Ceram. Soc.

      Volume: 99 Issue: 8 Pages: 2816-2822

    • DOI

      10.1111/jace.14283

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Structure and Ionic Conductivity of Well-Aligned Polycrystalline Sodium Titanogallate Grown by Reactive Diffusion2015

    • Author(s)
      R. Hasegawa, M. Okabe, T. Asaka, N. Ishizawa and K. Fukuda
    • Journal Title

      J. Solid State Chem.

      Volume: 229 Pages: 252-259

    • DOI

      10.1016/j.jssc.2015.06.005

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Phase Transformation of Ca4[Al6O12]SO4 and Its Disordered Crystal Structure at 1073 K2014

    • Author(s)
      D. Kurokawa, S. Takeda, M. Colas, T. Asaka, P. Thomas, and K. Fukuda
    • Journal Title

      J. Solid State Chem.

      Volume: 印刷中 Pages: 265-270

    • DOI

      10.1016/j.jssc.2014.03.040

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis and Disordered Crystal Structure of AI_3O_<3.5>C_<0.5>2013

    • Author(s)
      T. Asaka
    • Journal Title

      Inor. Chem.

      Volume: 52 Issue: 5 Pages: 2648-2653

    • DOI

      10.1021/ic302674g

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Syntheses and Crystal Structures of Li(T ao.89Ti_<o.11>)O_<2.945> and (Li_<0.977>Eu_<0.023>)(Ta_<0.89>Ti_<0.11>)O_<2.968>

    • Author(s)
      T. Uchida
    • Journal Title

      Powder Diffr.

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 気相-固相反応拡散による一軸配向多結晶体の新規作製方法2016

    • Author(s)
      北川 拓也、加藤 諒也、原 晋次、浅香 透、福田 功一郎
    • Organizer
      日本セラミックス協会2016年年会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2016-03-14
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 気相-固相反応拡散による結晶配向セラミックスの新規作製方法2016

    • Author(s)
      福田 功一郎、長谷川 諒、北川 拓也、中森 宏司、浅香 透
    • Organizer
      第54回セラミックス基礎科学討論会
    • Place of Presentation
      アバンセ(佐賀県佐賀市)
    • Year and Date
      2016-01-07
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 高温X線粉末回折法と高温ラマン分光法を用いたイーリマイト型化合物の不規則構造解析2015

    • Author(s)
      市川 聡、浅香 透、福田 功一郎
    • Organizer
      日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(名古屋市千種区)
    • Year and Date
      2015-12-12
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 反応拡散によるチタノガリウム酸ナトリウム多結晶体の一軸配向化とイオン伝導2015

    • Author(s)
      長谷川 諒、岡部 桃子、浅香 透、石澤 伸夫、福田 功一郎
    • Organizer
      平成27年度日本結晶学会年会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学(大阪府堺市)
    • Year and Date
      2015-10-17
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 新規イオン伝導体の探索と組織化による高機能発現2015

    • Author(s)
      福田 功一郎
    • Organizer
      第7回新機能無機物質探索研究センターシンポジウム
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2015-08-21
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      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 反応拡散による一軸配向チタノガリウム酸ナトリウム多結晶体の作製と結晶構造解析、Na+イオン伝導2015

    • Author(s)
      長谷川 諒、岡部 桃子、浅香 透、石澤 伸夫、福田 功一郎
    • Organizer
      日本セラミックス協会2015年年会
    • Place of Presentation
      岡山大学(岡山県岡山市)
    • Year and Date
      2015-03-18 – 2015-03-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 一軸配向チタノガリウム酸ナトリウム多結晶体の作製とイオン伝導2015

    • Author(s)
      福田 功一郎、長谷川 諒、岡部 桃子、浅香 透、石澤 伸夫
    • Organizer
      第53回セラミックス基礎科学討論会
    • Place of Presentation
      京都テルサ(京都府京都市)
    • Year and Date
      2015-01-08 – 2015-01-09
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 一軸配向チタノガリウム酸ナトリウム多結晶体の作製とナトリウムイオン伝導性の評価2014

    • Author(s)
      長谷川 諒、岡部 桃子、浅香 透、石澤 伸夫、福田 功一郎
    • Organizer
      日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2014-12-06
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 近紫外線励起赤色蛍光体Li(Ta1-xTix)O3-x/2:Eu3+(x = 0, 0.11, 0.25)の電子密度分布と結晶構造、発光特性2014

    • Author(s)
      市岡 裕晃、古谷 彰平、中野 裕美、浅香 透、福田 功一郎
    • Organizer
      日本セラミックス協会2014年年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 近紫外線励起赤色蛍光体Li(Ta_<0.89>Ti_<0.11>)O_<2.945> : Eu^<3+>の電子密度分布と結晶構造2013

    • Author(s)
      内田智裕
    • Organizer
      日本セラミックス協会2013年年会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京)
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 反応拡散による結晶配向セラミックスの新規作製方法 : Li-Nb-Ti-O系多結晶体への応用2013

    • Author(s)
      内田智裕
    • Organizer
      日本セラミックス協会2013年年会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京)
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 新物質Al_3O_<3.5>C_<0.5>の発見と不規則構造解析、反位相区域構造が示す相転移機構2013

    • Author(s)
      小谷亮介
    • Organizer
      日本セラミックス協会2013年年会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京)
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Remarks] 名古屋工業大学 結晶性萌芽材料研究室(福田・浅香研究室)

    • URL

      http://crystals.web.nitech.ac.jp

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      2015 Annual Research Report
  • [Remarks] 名古屋工業大学 結晶性萌芽材料研究室(福田功一郎・浅香透研究室)

    • URL

      http://crystals.web.nitech.ac.jp

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      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 名古屋工業大学 結晶性萌芽材料研究室(福田功一郎・浅香透研究室)

    • URL

      http://crystals.web.nitech.ac.jp

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      2013 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://crystals.web.nitech.ac.jp/index.html

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      2012 Annual Research Report

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Published: 2012-04-24   Modified: 2019-07-29  

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