2021 Fiscal Year Final Research Report

Synthesis of functional ceramic particles with dual structure

Research Project

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Project/Area Number	20K21069
Research Category	Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Medium-sized Section 26:Materials engineering and related fields
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	KONNO TOYOHIKO 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (90260447)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	白石貴久東京工業大学, 東京工業大学・物質理工学院, 助教 (50758399) 竹中佳生東北大学, 金属材料研究所, 助手 (80650580)
Project Period (FY)	2020-07-30 – 2022-03-31
Keywords	圧電材料 / ペロブスカイト構造 / 強誘電体 / コアシェル微粒子
Outline of Final Research Achievements	The morphological control of ferroelectric powders with a perovskite-type structure is widely investigated as an important technique for developing high-performance materials and devices. Pb(Zr,Ti)O3 is the most widely investigated ferroelectrics material because of the excellent electrical properties. In this study, we synthesized (K,Na)(Nb,Ta)O3 powders with K-rich composition by the hydrothermal method and investigated their crystal structure and microstructure. In particular, we paid attention to the synthesis behavior of (K,Na)(Nb,Ta)O3 powders from the viewpoints of the combination of the alkaline solutions and raw powders. In this study, we synthesized (K,Na)(Nb,Ta)O3 powders with K-rich composition by the hydrothermal method and investigated their crystal structure and microstructure. In particular, we paid attention to the synthesis behavior of (K,Na)(Nb,Ta)O3 powders from the viewpoints of the combination of the alkaline solutions and raw powders.
Free Research Field	材料物性学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	近年, 世界的な環境意識の高まりから, 環境負荷化学物質の使用を規制する動きが盛んになりつつあり、たとえば2006年7月からすべての電子・電気製品において重金属の使用が制限されている。しかしながら, 一連の規制は数年に一度, 対象物質に関する見直しが実施されており、将来、電子セラミックス中の鉛化合物がこれらの規制対象になる可能性がある. このような理由から、本研究においてはメモリーデバイスなどへの応用が期待され、環境にやさしい鉛フリー強誘電体を量産する方法として水熱合成法を応用することで、鉛を含まないコアシェル圧電粉末を生成することが可能であることを実験的に示した。