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多成分系セラミックスの結晶配向を目指した反応拡散法の新展開

研究課題

研究課題/領域番号 15K14125
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 無機材料・物性
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

福田 功一郎  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90189944)

連携研究者 浅香 透  名古屋工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (80525973)
吉田 英人  東京大学, 大学院理学系研究科, 技術職員 (30376553)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2015年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワードセラミックス / 構造・機能材料 / 環境材料
研究成果の概要

多成分系に拡張した反応拡散法を設計開発して、化学組成が最適化された高性能な結晶配向セラミックスを簡便に作製する方法論の構築を行なった。具体的には、異種酸化物を添加したサンドイッチ型拡散対の積層順序と各層の厚みを適切に設定し、配向多結晶体の化学組成と結晶構造を最適化することで、極めて高い酸化物イオン伝導度を実現した。開発した低温作動型の固体電解質は、配向したケイ酸ランタンオキシアパタイト結晶中にBaOとSi欠損を導入したものである。イオン伝導度は世界最高レベルに達しており、500℃で0.034 Scm-1であった。この値は現在実用化されているイットリア安定化ジルコニア電解質の約60倍に相当する。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] リモージュ大学/SPCTS/CNRS(フランス)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] リモージュ大学/SPCTS/CNRS(フランス)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Oxide-Ion Conductivity Enhancement of Polycrystalline Lanthanum Silicate Oxyapatite Induced by BaO Doping and Grain Alignment2016

    • 著者名/発表者名
      K. Fukuda, R. Watanabe, M. Oyabu, R. Hasegawa, T. Asaka, and H. Yoshida
    • 雑誌名

      Cryst. Growth Des.

      巻: 16 号: 8 ページ: 4519-4525

    • DOI

      10.1021/acs.cgd.6b00638

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 圧粉体からの高イオン伝導性結晶配向セラミックスの作製2016

    • 著者名/発表者名
      福田 功一郎
    • 雑誌名

      工業材料

      巻: 64 ページ: 65-69

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Well-Aligned Polycrystalline Lanthanum Silicate Oxyapatite Grown by Reactive Diffusion between Solid La2SiO5 and Gases [SiO + 1/2O2]2016

    • 著者名/発表者名
      K. Fukuda, R. Hasegawa, T. Kitagawa, H. Nakamori, T. Asaka, A. Berghout, E. Bechade, O. Masson, J. Jouin and P. Thomas
    • 雑誌名

      J. Solid State Chem.

      巻: 235 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1016/j.jssc.2015.12.007

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] BaO添加と結晶配向によるケイ酸ランタンオキシアパタイト多結晶体の酸化物イオン伝導度の向上2017

    • 著者名/発表者名
      福田 功一郎、渡辺 凌司、大藪 雅之、長谷川 諒、浅香 透
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2017年年会
    • 発表場所
      日本大学(東京)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 粒子配向ケイ酸ランタンバリウムオキシアパタイト多結晶体の結晶構造と酸化物イオン伝導2017

    • 著者名/発表者名
      渡辺 凌司、大藪 雅之、長谷川 諒、浅香 透、福田 功一郎
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2017年年会
    • 発表場所
      日本大学(東京)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 新規配向技術を用いた一次元イオン伝導性多結晶体の高性能化2016

    • 著者名/発表者名
      福田 功一郎
    • 学会等名
      日本セラミックス協会東海支部 第52回 東海若手セラミスト懇話会 2016年夏期セミナー
    • 発表場所
      岐阜
    • 年月日
      2016-06-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 気相-固相反応拡散によるc軸配向ケイ酸ランタンオキシアパタイト多結晶体の作製2016

    • 著者名/発表者名
      福田 功一郎、北川 拓也、長谷川 諒、中森 宏司、浅香 透
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2016年年会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ケイ酸ランタンオキシアパタイト多結晶体におけるBaO添加と粒子配向によるイオン伝導度の向上2016

    • 著者名/発表者名
      渡辺 凌司、大藪 雅之、長谷川 諒、浅香 透、福田 功一郎
    • 学会等名
      日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会
    • 発表場所
      名城大学(名古屋)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 新規イオン伝導体の探索と一軸配向による高性能化2015

    • 著者名/発表者名
      福田 功一郎
    • 学会等名
      日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋市千種区)
    • 年月日
      2015-12-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 気相-固相反応拡散による一軸配向ゲルマン酸ランタンオキシアパタイト多結晶体の作製2015

    • 著者名/発表者名
      加藤 諒也、浅香 透、福田 功一郎
    • 学会等名
      日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋市千種区)
    • 年月日
      2015-12-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] 名古屋工業大学 結晶性萌芽材料研究室(福田・浅香研究室)

    • URL

      http://crystals.web.nitech.ac.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 名古屋工業大学 結晶性萌芽材料研究室(福田・浅香研究室)

    • URL

      http://crystals.web.nitech.ac.jp

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-22  

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