新規プロセスによる機能性材料の作製

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04204002
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 若槻 雅男 筑波大学, 物質工学系, 教授 (50114153)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 真理 分子科学研究所, 助教授 (70001724) ; 八木 健彦 東京大学, 物性研究所, 助教授 (20126189) ; 宮本 欽生 大阪大学, 産業科学研究所, 助教授 (60107084) ; 長田 義仁 北海道大学, 理学部, 教授 (60007804) ; 松井 正顕 名古屋大学, 工学部, 教授 (90013531)
• Keywords: 高圧力 / 格子定数制御 / 燃焼反応 / プラズマ重合 / 表面光化学反応 / ダイヤモンド / 傾斜機能材料 / 磁性

Research Abstract

1.高圧利用材料作製プロセス:結晶性のよい単結晶ダイヤモンドの育成条件の決定及び不純物(特にNi,N)の分析・取り込み過程の解析で、両者の濃度の間の相関等を含めて機能性(高純度)ダイヤモンドの作製について一通りの結論を得た(若槻)。関連物質として、黒鉛→六方晶ダイヤモンド圧力誘起相転移をin situ X線回折で追跡し、その全貌を明らかにした(八木)。更に、wBNのラマンシフト(920,1020cm^<-1>)も初めて観察した(若槻)。またベンゼンを含む有機二元系からのベンゼン晶出への圧力効果を観察し、ラフニング転移への圧力効果を初めて観察すると共に物質分離(精製)過程への応用技術も確立した(若槻)。
2.非平衡相の磁性制御:Cu(Ni)、Cu(Au)を下地としてfcc-Feをエピタキシャル成長させ、その格子定数を-1.9%〜+4%の間で制御した。+1%に対して磁紀モーメントは2から2.7μ_Bへ、また-1.9%に対して強磁性の消失という著しい変化を確認、磁性薄膜装置への応用可能性も示した(松井正)。
3.セラミックス複合機能材料の燃焼合成:Siの窒化熱やTiの炭化焼による傾斜機能材料(Cr203/Ni/Cr203)の合成や接着(AIN/Cu)を行い、強度等の評価によって本課題の成果の応用面を実証した(宮本)。
4.非平衡プラズマによる高次構造膜合成:チタンを含む有機/金属多相膜を合成し、水溶液、有機溶液中でも発生できる光電流、光起電力を観察した。重合条件を調整し、メチレンブルーの光環元を確認、光ボルタ電池構築の可能性も明らかにした(長田)。
5.表面光化学反応による機能性表面:銀上に吸着したペンタ鉄カルボニル分解過程を、SORによる極端紫外光照射のもと、高感度反射赤外分光、X線光電子分光、昇温脱離法で追跡し、プロセスの低温性、分子種と反応場所の選択性を利点とする表面光化学反応の機構を明らかにした(佐藤)。

Research Products

• [Publications] K.J.Takano,K.Shini,A.Izawa,M.Miyahara and M.Wakatsuki: "Deteccton of a phase transition at high pressures by volume change." Japan.J.Appl.Phys.31. (1993)
• [Publications] M.Wakatsuki: "Some features of the growth process of diamond at high pressure." Recent Trends in High Pressure Research,ed.by A.K.Singh,Oxford & IBH Publ.CO.,New Delhi,1992(Proc.13th AIRAPT Int.Conf.,Bangalore,Oct.,1991). 671-675 (1992)
• [Publications] 三谷 誠司,豊田 裕晴,土井 正晶,松井 正顕: "原子間隔制御による強磁性FCC-Feの飽和磁化" 日本応用磁気学会誌. 16. 584-589 (1992)
• [Publications] T.Uchida,M.Matsui and M.Doyama: "Computer simulation of gold microclasters." Trans.Mat.Res.Soc.Japan. 9. 58-65 (1992)
• [Publications] H.Matsuoka,T.Hirokawa,M.Matsui and M.Doyama: "Solid-liquid transition in argon clusters." Phys.Rev.Lett.69. 297-300 (1992)
• [Publications] X.Ma,K.Tanihata and Y.Miyamoto: "Gas-pressure combustion sintering of TiC-Ni composite using HIP." Proc.Int.Conf.of Hot Isostatic Pressing,Elsevier Applied Sciences,. 445-450 (1992)
• [Publications] H.Klemm,K.Tanihata and Y.Miyanoto: "Gas-pressure combustion sintering of materials in the Ti-Si-C system." Proc.Int.Conf.of Hot Isostatic Pressing,Elsevier Applied Sciences,. 451-456 (1992)
• [Publications] X.Ma,K.Tanihata and Y.Miyamoto: "Gas-pressure combustion sintering and properties of Cr_3C_2 ceramic and its composite with TiC." J.Ceram.Soc.Japan. 100. 605-607 (1992)
• [Publications] Y.Miyamoto,K.Tanihata,Y.Matsuzaki and X.Ma: "Synthesis of functionally gradient materials by the gas-pressure combustio sintering." Proc.35th Japan Congress on Materials Research,The Society of Materials Science,Japan. 1-6 (1992)
• [Publications] 久米 道也,田辺 芳雄,谷畑 公昭,宮本 欽生: "自己燃焼反応によるチタン表面の窒化" 材料. 41. 552-556 (1992)
• [Publications] X.Ma,K.Tanihata,Y.Miyamoto,A.Kumakawa,S.Nagata,T.Yamada and T.Hirano: "Fabrication of TiC/Ni functionally gradient materials and their Mechanical and thermal properties." Ceram.Eng.Sci.Proc.13. 356-564 (1992)
• [Publications] Y.Miyamoto,K.Tanihata,Y.Matsuzaki and X.Ma: "HIP in SHS technology." Int.J.Self-Propagating High Temperature Synthesis. 1. 147-154 (1992)
• [Publications] N.Ohyanagi,M.Koizumi,K.Tanihata,Y.Miyamoto,O.Yamada,Y.Matsubaro and H.Yamashita: "Production of superconducting NbN thin plate and wire by SHS method." J.Mater.Sci.8. (1993)
• [Publications] 長田 義仁,山内 健, 鏡 好春,朴 球範,季 徳出: "チタン含有プラズマ重合膜の導電率と有機ガス応答特性" 日本化学会誌. 1992. 547-551 (1992)
• [Publications] 長田 義仁,山内 健,鏡 好春,朴 球範,季 徳出: "チタン含有プラズマ重合膜の導電率と有機ガス応答特性ー可視光照射の効果" 日本化学会誌. 1993. (1993)
• [Publications] T.Yagi,W.Utsumi,M.Yamakata,Y.Kikegawa and O.Shimomura: "High pressure in situ diffraction study of the phase transformation from graphite to hexagonal diamond at room temperature." Phys.Rev.B46. 6031 (1992)
• [Publications] T.Irifune,W.Utsumi and T.Yagi: "Use of new diamond composite for multianvil high pressure apparatus." Proc.Jpn.Acad.68B. 161 (1992)
• [Publications] M.Yamakata,T.Yagi,W.Utsumi and Y.Fukai: "In situ X-ray observation of iron hydride under high pressure and high temperature." Proc.Jpn.Acad.69B. 172 (1992)
• [Publications] T.Ohmori and S.Sato: "Effects of surface basic sites on the pgotolysis of iron carbonyls adsorbed on silica." J.Photochem.Photobio.A:Chem. 64. 201-209 (1992)
• [Publications] Y.Ukisu,S.Sato,G.Murakami and K.Yoshide: "Activity enhancement of copper-containing oxide catalysts by addition of cesium in the reduction of nitric oxide." Cat.Lett.16. 11-16 (1992)
• [Publications] Y.Ukisu,S.Sato and T.Ohmori: "Spectroscopic studies on adsorption states of iron pentacarbonyl adsorbed on titanium oxide." J.Mol.Catal.78. 287-294 (1993)
• [Publications] S.Sato and Y.Ukisu: "Mechanism of the photolysis of iron pentacarbonyl adsorbed on a Pr surface." Surf.Sci.283. 137-142 (1993)
• [Publications] 若槻 雅男: "熱・圧力(実験化学講座4,日本化学会編)11,4・1項「高圧下の物質合成」(PP,490-497)を担当" 丸善, 534 (1992)
• [Publications] 宮本 欽生: "無機化合物(実験化学講座16,日本化学会編)「固相合成ー火焼合成」(PP.68-72)を担当" 丸善, (1992)
• [Publications] Y.Osada: "Membrane Science and Technology,ed.by Y.Osada and T.Nakagawa(Plasma-polymerized membranes,pp.167-201を担当)" Marcel Dekker,New York, (1992)