| 研究課題/領域番号 |
17H03391
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
無機材料・物性
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
籠宮 功 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40318811)
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| 研究分担者 |
松田 巌 東京大学, 物性研究所, 准教授 (00343103)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
13,390千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 3,090千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2018年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2017年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
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| キーワード | 混合導電性セラミックス / 酸素透過性セラミックス / 混合導電性酸化物 / 表面交換反応 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、La1-xCaxFeO3-d(LCF)に着目し一連のLCFの酸素透過性を評価した。その中で高い酸素透過性を示したx＝0.35について酸素透過速度と表面酸素ポテンシャルを同時測定することで、表面交換反応律速下での律速要因を検討した。これより、850℃以下の低酸素分圧条件下では、酸素を吐出す際の試料表面での電子移動が律速段階であることが分かった。すなわち、試料表面上で電子を受取るを役割をするFe4+濃度が低いことがこの原因であり、このFe4+濃度を高めることが表面交換反応を速めるのに有効であると考えることができる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、La1-xCaxFeO3-d(LCF)について系統的に調べることで、ある特定の組成領域(x=0.3-0.4)で高い酸素透過性を示すことを見出した。この結果は高い酸素透過性に寄与すると考えられてきたSr,Coを含有しなくとも、学術的な観点から、格子自由体積、酸素欠陥量を制御することで透過性向上が可能であることを示したものである。この系では800℃以下では表面交換反応が律速となるが、この律速要因を突き止め、これより今後の表面交換反応の速い酸素透過性セラミックスの開発のために有効な学術指針を提供することができた。
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