水熱溶液を用いる形態制御セラミックス材料のその場製造プロセス

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04238206
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 吉村 昌弘 東京工業大学, 工業材料研究所, 教授 (10016826)
• Keywords: 水熱法 / 超臨界 / 形態制御 / 複合酸化物セラミックス / その場製造プロセス / ウィスカー / 薄膜 / チタン酸バリウム

Research Abstract

高温高圧の水溶液は"熱水"あるいは"水熱溶液"と呼ばれ、超臨界あるいは亜臨界域において極めて活性な溶媒あるいは反応剤であり、鉱物の合成や結晶成長において重要な役割をはたしている。これらの作用を人工の無機化合物あるいはその集合体であるセラミックスの合成に応用した。さらに、水熱溶液の高い反応性を利用して、まず微細結晶(0次元)、ウィスカー(1次元)、膜(2次元)、バルク(3次元)といった形態を制御したセラミックスの合成を行い、しかも溶液(流体)と基板や基材と反応を用いることによって必要な箇所に必要な組織を持たせてinsitu(その場)に作製することに成功した。Ca溶液をクエン酸などの錯体形成種を含む水溶液中にいれてオートクレーブ中で処理すると、カルシウム錯体の分解によりアパタイトウィスカーが成長した。また、BaTiO_3、PbTiO_3またはSrTiO_3をTi基板上の薄膜として合成することに成功した。また、BaTiO_3膜/SrTiO_3基板の合成に成功した。さらに、SrTiO_3基板上にBaTiO_3やCaTiO_3膜をエピタキシャル成長させることに成功した。これらの相の同定には薄膜用のXRD装置を用い、微構造の観察にはSEMを用いて行った。また、ラマン散乱によってPbTiO_3が生成していることを確認することができた。

Research Products

• [Publications] K.Kajiyoshi: "Preparation of Tetragonal BaTiO_3 Thin Film on Ti Metal Substrate by Hydrothermal Method" J.Am.Ceram.Soc.74. 363-374 (1991)
• [Publications] Koji Kajiyoshi: "Heteroepitaxial Growth of BaTiO_3 Thin Films on SrTiO_3 Substrated under Hydrothermal Conditions" Japanese Journal of Applied Physics. 30. L120-L123 (1991)
• [Publications] 吉村 昌弘: "水熱電気化学法によるペロブスカイト型酸化物膜の作製" セラミックス. 26. 197-198 (1991)
• [Publications] 吉村 昌弘: "水熱合成によるセラミックス粉体" エレクトロニク・セラミクス. 22. 4-9 (1991)
• [Publications] Nobuo Ishizawa: "Multilayer Structure and Growth Medchanism of BaTiO_3 Thin Films by Grazing Incidence X-ray Diffraction Analysys" Report of the Research Laboratory of Engineering Materials,Tokyo Institute of Technology. 16. 9-14 (1991)
• [Publications] Seung Eul Yoo: "Review on Preparation of Films of Functional Complex Oxide by Hydrothermal-Electrochemical Method" Report of the Research Laboratory of Engineering Materials,Tokyo Institute of Technology. 16. 39-53 (1991)