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酸化セリウムの低温における固溶体領域と酸素拡散

研究課題

研究課題/領域番号 12650675
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 無機材料・物性
研究機関神奈川工科大学

研究代表者

伊熊 泰郎  神奈川工科大学, 工学部, 教授 (10159593)

研究分担者 島田 恵理子  神奈川工科大学, 工学部, 助手 (50291753)
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2002年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2001年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2000年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード酸化セリウム / 格子定数 / 固溶体 / 点欠陥 / 蛍石型構造 / 酸素拡散 / ネオジム / ガドリニウム / イットリウム / 密度 / マイクロ波 / 均一沈殿法
研究概要

ある条件の水溶液を加熱して酸化セリウム系固溶体を合成する時、通常の方法で加熱する場合とマイクロ波で加熱する場合で試料形状に違いが生じることを見出した。また、これらの粉末試料を900℃でか焼すると焼結後最も高密度体が得られることも見出した。焼結と熱処理後、結晶相の同定、格子定数、密度の測定などを行い、NdO_<1.5>添加CeO_2、GdO_<1.5>添加CeO_2、YO_<1.5>添加CeO_2ともに添加物量が30%程度と少ないところでは蛍石型構造、それ以上では希土類C型構造となるが、格子定数は添加物によって増加する場合(NdO_<1.5>添加CeO_2)、減少する場合(YO_<1.5>添加CeO_2)、増加後減少する場合(GdO_<1.5>添加CeO_2)に分かれた。これらの固溶体中で支配的な点欠陥は蛍石型構造の領域では陰イオン空孔であったが、希土類C型構造の領域では、CeO_2を母体と考えた陰イオン空孔(NdO_<1.5>添加CeO_2)、YO_<1.5>を母体と考えた陽イオン空孔(YO_<1.5>添加CeO_2)と変化した。GdO_<1.5>添加CeO_2については少し陽イオン格子間が存在するデータも得られたが、再現性が悪く、詳細は今後検討する必要がある。CeO_2に対するNdO_<1.5>の固溶限界は900-1400℃の幅広い範囲で高い傾向を示したが、500℃になると高濃度(約70%NdO_<1.5>)のところで相分離することが分かり、固溶限界は少し温度依存性を示した。400-550℃の温度におけるNdO_<1.5>添加CeO_2の酸素拡散係数は750℃以上のデータの延長上にあり、400℃の低温でも高い酸素拡散を示すことが明らかとなった。

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (46件)

  • [文献書誌] M.Jin: "Atomic force microscopy study of surface diffusion in polycrystalline CeO_2 via grain boundary grooving"J. Ceram. Soc. Japan. 108. 456-461 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Jin: "Study on grain boundary grooving by surface diffusion in bicrystal ceramics using atomic force microscopy"Electrochem. Soc. Proc.. 99-38. 546-556 (2000)

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  • [文献書誌] M.Kamiya: "Solid solution formation and crystal growth of CeO_2 doped with Nd under hydrothermal condition"Electrochem. Soc. Proc.. 99-38. 557-567 (2000)

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  • [文献書誌] S.Sameshima: "Electrical conductivty and diffusion of oxygen ions in rare-earth-doped ceria"J. Ceram. Soc. Japan. 108. 1060-1066 (2000)

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  • [文献書誌] M.Kamiya: "Oxygen self-diffusion in cerium oxide doped with Nd"J. Mater. Res.. 16. 179-184 (2001)

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  • [文献書誌] 伊熊泰郎: "Y添加CeO_2とY添加ZrO_2固溶体生成反応"神奈川工科大学研究報告. B25. 108-110 (2001)

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  • [文献書誌] Y.Ikuma: "High-temperature creep of polycrystalline CeO_2 doped with yttrium"Ceramic Interfaces 2. 157-170 (2001)

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  • [文献書誌] N.Okamura: "Defect structure of cerium oxide doped with Nd"Trans. Mater. Res. Soc. Japan. 26. 1189-1192 (2001)

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  • [文献書誌] H.Bessho: "Fabrication and characterization of cerium oxide doped with gadolinium"Trans. Mater. Res. Soc. Japan. 27. 671-674 (2002)

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  • [文献書誌] Y.Ikuma: "Effect of microwave radiation on the formation of Ce_2O (Co_3)_2・H_2O in aqueous solution"Solid State Ionics. 151. 347-352 (2002)

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  • [文献書誌] M.Kamiya: "Effect of microwave on the formation of Ce_2O (CO_3)_2 doped with Nd by homogeneous precipitation"Ceram. Trans.. (印刷中).

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  • [文献書誌] Y.Ikuma: "X-ray study of cerium oxide doped with gadolinium oxide fired at low temperatures"Mater. Sci. Engineer.. (印刷中).

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  • [文献書誌] Y.Ikuma: "Nonstoichiometry and diffusion in ceria and ceria solid solutions"Key Engineer Mat.. (印刷中).

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  • [文献書誌] 日本セラミック協会編: "セラミック工学ハンドブック 第2版"技報堂. 778 (2002)

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  • [文献書誌] セラミックブック編集委員会: "セラミックデータブック2002"工業製品技術協会(株 テクノプラザ). 228 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Jin, et al.: "Atomic force microscopy study of surface diffusion in polycrystalline CeO_2 via grain boundary grooving"J. Ceram. Soc. Japan. 108. 456-461 (2000)

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  • [文献書誌] M. Jin, et al.: "Study on grain boundary grooving by surface diffusion in bicrystal ceramics using atomic force microscopy"Electrochem. Soc. Proc.. 99-38. 546-556 (2000)

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  • [文献書誌] M. Kamiya, et al.: "Solid solution formation and crystal growth of CeO_2 doped with Nd under hydrothermal condition"Electrochem. Soc. Proc.. 99-38. 557-567 (2000)

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  • [文献書誌] S. Sameshima, et al.: "Electrical conductivity and diffusion of oxygen ions in rare-earth-doped ceria"J. Ceram. Soc. Japan. 108. 1060-1066 (2000)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Kamiya, et al.: "Oxygen self-diffusion in cerium oxide doped with Nd"J. Mater. Res.. 16. 179-184 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Ikuma, et al.: "Solid solution formation reaction between CeO_2 doped with Y and ZrO_2 doped with Y, Research works accomplished by using the Electron Microscope System : XI (in Japanese)"Research Reports of Kanagawa Institute of Technology. Part B Science and Technology, 25. 108-110 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Ikuma, et al., eds. H.-I. Yoo and S.-J. L. Kang: "High-temperature creep of polycrystalline CeO_2 doped with yttrium"Ceramic Interfaces. 2. 157-170 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Okamura, et al.: "Defect structure of cerium oxide doped with Nd"Trans. Mater. Res. Soc. Japan. 26. 1189-1192 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Bessho, et al.: "Fabrication and characterization of cerium oxide doped with gadolinium"Trans. Mater. Res. Soc. Japan. 27. 671-674 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Ikuma, et al.: "Effect of microwave radiation on the formation of Ce_2O(CO_3)_2 ・ H_2O in aqueous solution"Solid State Ionics. 151. 347-352 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Kamiya, et al.: "Effect of microwave on the formation of Ce_2O(CO_3)_2 doped with Nd by homogeneous precipitation"Ceram. Trans.. in press.

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Ikuma, et al.: "X-ray study of cerium oxide doped with gadolinium oxide fired at low temperatures"Mater. Sci. Engineer.. in press.

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Ikuma, et al.: "Nonstoichiometry and diffusion in ceria and ceria solid solutions"Key Engineer. Mat.. in press.

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] "Ceramic Engineering Handbook, 2nd edition (in Japanese), Ceramic Society of Japan"Gihoudo. 86-93 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] "Ceramic Data Book 2002 (in Japanese), Editorial Board of Ceramic Data Book 2002"Techno Plaza. 60-63 (2002)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E.Shimada: "Electrochemical behavior of bisphenol A (4,4'-iso-propylidenediphenol) in the presence of Fe(III) species"Trans. Mater. Res. Soc. Japan. 27[1]. 177-180 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Ikuma: "Effect of microwave radiation on the formation of Ce_2O(CO_3)_2・H_2O in aqueous solution"Solid State Ionics. 151. 347-352 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Bessho: "Fabrication and characterization of cerium oxide doped with gadolinium"Trans. Mater. Res. Soc. Japan. 27[4]. 671-674 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kamiya: "AFM Observation of calcite surface after reaction with phosphate"Trans. Mater. Res. Soc. Japan. 27[4]. 723-726 (2002)

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  • [文献書誌] 日本セラミックス協会編: "セラミック工学ハンドブック第2版"技報堂. 778 (2002)

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      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Ikuma: "Formation of inexpensive silicon carbide from waste materials"J.Soc.Inorg.Mater.Jpn.. 8. 125-131 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Ikuma: "High-temperature creep of polycrystalline CeO_2 doped with yttrium"Ceramic Interfaces 2. 157-170 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] J.Nowotny: "Carbonation of metal oxides for CO_2 immobilization"J.Soc.Inorg.Mater.Jpn.. 8. 369-374 (2001)

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  • [文献書誌] G.Hara: "Reaction of calcium oxides with carbon dioxide"Advances in Environmental Materials. 2. 85-91 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] N.Okamura: "Defect structure of cerium oxide doped with Nd"Trans.Mater.Res.Soc.Japan. 26[4]. 1189-1192 (2001)

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      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Jin: "Atomic force microscopy study of surface diffusion in polycrystalline CeO_2 via grain boundary grooving"J.Ceram.Soc.Japan. 108[5]. 456-461 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Jin: "Study on grain boundary grooving by surface diffusion in bicrystal ceramics using atomic force microscopy"Electrochem.Soc.Proc.. 99-38. 546-556 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kamiya: "Solid solution formation and crystal growth of CeO_2 doped with Nd under hydrothermal condition"Electrochem.Soc.Proc.. 99-38. 557-567 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] S.Sameshima: "Electrical conductivity and diffusion of oxygen ions in rare-earth-doped ceria"J.Ceram.Soc.Japan. 108[12]. 1060-1066 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Jin: "Preparation of flat calcite (1014) surface by thermal treatment method"Trans.Mater.Res.Soc.Japan. 25[4]. 1183-1186 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kamiya: "Oxygen self-diffusion in cerium oxide doped with Nd"J.Mater.Res.. 16[1]. 179-184 (2001)

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      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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