2019 Fiscal Year Annual Research Report
異相界面での反応拡散とイオン交換による高イオン伝導性結晶配向セラミックスの開発
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16H02396
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
福田 功一郎 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90189944)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
浅香 透 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80525973)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | イオン伝導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和元年度に実施した研究で、「BaOを固溶するケイ酸ランタンオキシアパタイト（LSO）結晶中における、酸化物イオン伝導の異方性を定量的に決定すること」に成功した。具体的には、BaCl2をフラックスとして用いて、(La8.22Ba1.78)(Si5.94□0.06)O26組成のLSO単結晶（空間群P63/m）を育成した。この単結晶の伸長（ｃ軸）方向に垂直に白金電極を取り付けて、823 Kから1073 Kまでの複素インピーダンススペクトルを収集し、等価回路との比較で結晶粒子内の酸化物イオン伝導度（σ）を求めたところ、温度の上昇とともに7.69 × 10－3から 5.30 × 10－2 S cm－1へ一様に増加した。同一組成の無配向多結晶体を作製し、このσ値を求めたところ、1.74 × 10－5 S cm－1（823 K）から2.24 × 10－4 S cm－1（1073 K）へ増加した。すなわち、全ての温度領域でｃ軸方向のσは230倍以上の値を示し、酸化物イオン伝導の異方性を確認できた。
今回、フラックス法で育成した単結晶を用いることで、BaOを固溶するLSOの酸化物イオン伝導の異方性の解明に成功した。LSOのσ値は、固溶酸化物の種類と濃度に応じて決定されることが、無配向多結晶を用いた研究で示されていた。固溶酸化物としてのBaOは、その濃度が一定値以上に増加するとσ値が減少に転じるとされていた。本研究によって、BaO濃度の高いLSOはイオン伝導の異方性が顕著になること、及びそのことで無配向多結晶体のσ値が低下することを実証した。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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