| 研究課題/領域番号 |
17K14112
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
結晶工学
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
麻川 明俊 山口大学, 大学院創成科学研究科, 助教 (90757337)
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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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 水熱合成 / その場観察 / ノルセサイト / 溶液媒介相転移 / 結晶成長 / 圧電材料 / 圧電結晶 / 炭酸塩 / 結晶工学 / 無機工業化学 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では新圧電材料のノルセサイトを用い水熱合成の結晶成長機構の確立を目指した。まず水熱合成その場観察チャンバーを作製した。大気圧下でのノルセサイトの溶解では二段階でpH変化することを発見した。ノルセサイトはウィゼライトから見かけ上溶液媒介相転移により生成するが、ノルセサイトはウィゼライトより熱力学的に不安定で、本質的に共沈により生成することがわかった。一方、水熱条件ではノルセサイトはウィゼライトよりも安定で、その場観察より水熱条件でノルセサイトが溶液媒介相転移より生成することを明らかにした。更に、ノルセサイトの育成に水熱条件での溶液媒介相転移の利用や硝酸アンモニウムの添加が有用と分かった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
水熱合成は多様な材料の合成や鉱床の形成機構と密接に関連があり、結晶成長学、材料化学、無機化学、セラミクス、地球科学など多岐の分野で用いられている。そのため、確立された成長機構は学術的に大きな寄与をもたらす。本成果を応用すれば育成条件の最適化時間を大幅に短縮できるため、本成果は学理の観点だけでなく工業的にも有用である。従来、圧電結晶は融液法により育成されてきたが、本成果により水熱合成が更に普及すれば、1000℃以上低い温度で材料を育成でき、省エネにも貢献する。更に、本成果は二酸化炭素の固定にも有効で、効率よく二酸化炭素を低減でき、温暖化問題にも貢献する。
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