2013 Fiscal Year Research-status Report
気相固相反応による一軸配向多結晶体の作製と配向機構の解明
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25630281
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Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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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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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 結晶配向セラミックス / 酸化物イオン伝導 / 反応拡散 / 固体酸化物型燃料電池 |
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| Research Abstract |
セラミックスは結晶粒子の高配向化によってその機能が著しく向上する場合がある。研究代表者は結晶粒子がランダム配向した板状の焼結体基板と反応性ガスを用いることで、アパタイト型ゲルマン酸ランタンのc軸が焼結体表面に対して垂直に高配向（ロットゲーリングファクターは0.81）した結晶配向セラミックスの作製に成功した。この結晶配向セラミックスの酸化物イオン伝導度を複素インピーダンス法で決定し、さらに単結晶X線回折法を用いて結晶構造を解明した。c軸配向方向の酸化物イオン伝導度を623 K から1073 Kの範囲で求めたところ、温度の上昇に伴い5.5×10-5 S/cm から2.4×10-2 S/cmへ増加した。アレニウスプロットから、イオン伝導に要する活性化エネルギーを求めたところ1.14 eVであった。当該アパタイト配向多結晶体は過剰な酸化物イオンを格子間に含んでいることを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究の目的は、反応性ガスと結晶粒子がランダム配向した焼結体基板を1450℃で反応させる簡便な方法で、アパタイト型ゲルマン酸ランタンのc軸が焼結体表面に対して垂直に高配向（ロットゲーリングファクターは0.81）した結晶配向セラミックスの作製方法を確立することである。先の【研究実績の概要】で述べた通り、当初の目標通りに研究が進行している。さらに液相を介した反応拡散に関する新たな知見が得られているため、計画以上に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画通りに本研究を推進する方針である。研究代表者は、これまでの研究過程で反応性ガスと結晶粒子がランダム配向した板状焼結体との反応による結晶配向セラミックスの作製だけでなく、別種の反応性 ガスと結晶粒子がランダム配向した別種の板状焼結体などの多種多様な基板材料を用いて、多結晶体を構成する結晶粒子が一軸方向に高配向した多結晶体を作製する計画である。その過程で反応拡散法が多結晶体の高配向化に極めて有効であり、アパタイト型化合物以外の多結晶体にも応用可能な汎用性に富む技術であることを示したい。さらに、反応拡散法とイオン交換法を併用することで、Li+やNa+、Mg2+、Ca2+が一次元トンネル内を高速で伝導する一軸配向多結晶体の作製に発展させたいと考えている。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
今年度の研究で新規化学組成の結晶配向化合物の着想を得るに至り、さらに効率的な研究費に鑑み、次年度の使用が最適であると判断したため、次年度使用額が生じることになった。
先の理由で記載したとおり、今年度の研究で新規化学組成の結晶配向化合物の着想を得るに至った。当該助成金は、この新規化学組成の結晶配向化合物の原料試薬の購入予算に充当する計画である。
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Research Products
(18 results)
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[Presentation] Crystal Chemistry of Complex Materials: Apatite-Type Lanthanum Silicates for SOFC Applications and Tellurium Oxide Based Glasses for Non-linear Optics2014
Author(s)
P. Thomas, O. Masson, E. Bechade A. Berghout, M. Colas, J. R. Duclere, I. Julien, J. Jouin, D. Hamani, G. Delaizir, A. Gulenko, A. Bertrand, A. Pons, J. Carreaud, O. Nouguera, P.-M. Geffroy, K. Fukuda, T. Asaka, T. Hhayakawa, M. Nogami
Organizer
3rd International Symposium on Ceramics Nanotune Technology
Place of Presentation
名古屋
Year and Date
20140302-20140304
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[Presentation] Synthesis, structure and ionic conduction mechanisms of apatite-type lanthanum silicate materials for SOFC applications2013
Author(s)
O. Masson, A. Berghout P.Thomas, G. Leveque, I. Julien, R. Mayet, J.Jouin, E.Bechade, K. Fukuda, T. Asaka, R. Hamaguchi
Organizer
2nd International Symposium on Inorganic and Environmental Materials
Place of Presentation
Renne(France)
Year and Date
20131027-20131030
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[Presentation] Local structure in La9.33+x(SiO4)6O2+y studied by X-ray PDF analysis and DFT calculations2013
Author(s)
O. Masson, J. Jouin, A. Berghout, P. Thomas, G. Leveque, I. Julien, R. Mayet, E. Bechade, K. Fukuda, T. Asaka, R. Hamaguchi
Organizer
13th International Conference of the European Ceramic Society
Place of Presentation
Limoges(France)
Year and Date
20130623-20130627
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