擬ブルッカイト型構造を有する低熱膨張・環境調和型セラミックス多孔体の応用

• 研究課題/領域番号: 23350100
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機工業材料
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 鈴木 義和 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (40357281)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 19,890千円 (直接経費: 15,300千円、間接経費: 4,590千円); 2014年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2013年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2012年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2011年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
• キーワード: セラミックス / 多孔体 / 擬ブルッカイト / 低熱膨張 / 部材応用 / 固溶体 / 浄水フィルター / 熱分解反応焼結法 / 複合置換 / 二チタン酸マグネシウム / 三次元ネットワーク型多孔体 / X線吸収スペクトル / その場合成 / ディーゼル粒子除去フィルター / 軽量構造部材 / その場コーティング / 反応焼結 / スピネル

研究成果の概要

本研究は、MgTi2O5 を中心とする擬ブルッカイト型構造を有する三次元ネットワーク型多孔体について、「MgTi2O5 多孔体の基礎物性評価」、「MgTi2O5 を主成分とする擬ブルッカイト系の展開」、「信頼性・環境調和性・コストを含めた部材応用の高度化」の３項目について研究を実施し、低熱膨張・環境調和型セラミックス多孔体の応用を目指した。MgO、TiO2 など資源的・地政学的リスクが少なく、安全かつ比較的安価な材料を主要成分として用いていることが特徴である。本研究では、擬ブルッカイト型構造を有する多孔体が、水質浄化フィルター等の環境材料として有効であることを実証することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Morphology control of pseudobrookite-type MgTi2O5 powders by LiF doping (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakagoshi and Y. Suzuki
  • 雑誌名: Int. Lett. Chem. Phys. Astro. 巻: 46 ページ: 37-41
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Semiconductor MgTiO3, MgTi2O5 and Mg2TiO4 double-oxide electrodes for dye-sensitized solar cells (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Ishii, Y. Okamoto and Y. Suzuki
  • 雑誌名: Int. Lett. Chem. Phys. Astro. 巻: 46 ページ: 9-15
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 熱分解反応焼結法を用いた多孔質セラミックスの合成 ―炭酸塩原料の有効利用― (2015)
  • 著者名/発表者名: 鈴木義和
  • 雑誌名: J. Soc. Inorg. Mater. Jpn. 巻: 22 ページ: 105-109
  • NAID: 40020378017
• [雑誌論文] Microstructural control of porous Al₂TiO₅ by using various starches as pore-forming agents (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Nishijima and Y. Suzuki
  • 雑誌名: Journal of the Ceramic Society of Japan 巻: 122 号: 1427 ページ: 565-569
  • DOI: 10.2109/jcersj2.122.565
  • NAID: 130004950973
  • ISSN: 1348-6535, 1882-0743
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Reactive sintering of pseudobrookite-type MgFeNbO5 and MgFeTaO5 ceramics (2014)
  • 著者名/発表者名: Y Suzuki and H Abe
  • 雑誌名: IOP Conf. Series: Mater. Sci. Eng. 巻: 54 ページ: 12011-12011
  • DOI: 10.1088/1757-899x/54/1/012011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reactive Sintering and Microstructure of Uniform, Openly-Porous Al2TiO5 (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Hono, N. Inoue, M. Morimoto, Y. Suzuki
  • 雑誌名: J. Asian Ceram. Soc. 巻: 1 号: 2 ページ: 178-183
  • DOI: 10.1016/j.jascer.2013.05.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microstructure and mechanical properties of MgO-doped Al₂TiO₅ prepared by reactive sintering (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Maki and Y. Suzuki
  • 雑誌名: Journal of the Ceramic Society of Japan 巻: 121 号: 1415 ページ: 568-571
  • DOI: 10.2109/jcersj2.121.568
  • NAID: 130004480166
  • ISSN: 1348-6535, 1882-0743
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microstructural control of porous Al₂TiO₅ by using potato starch as pore-forming agent (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Nishijima, R. Maki and Y. Suzuki
  • 雑誌名: Journal of the Ceramic Society of Japan 巻: 121 号: 1416 ページ: 730-733
  • DOI: 10.2109/jcersj2.121.730
  • NAID: 130004480190
  • ISSN: 1348-6535, 1882-0743
  • 査読あり
• [雑誌論文] 米軍基地ハイスクールとの高大連携におけるセラミックス体験スクール (2013)
  • 著者名/発表者名: 鈴木義和
  • 雑誌名: セラミックス 巻: 48 ページ: 885-888
• [雑誌論文] Uniformly Porous MgTi2O5 with Narrow Pore-Size Distribution: XAFS Study, Improved In-Situ Synthesis, and New In-Situ Surface Coating (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Suzuk*i, T. S. Suzuki, Y. Shinoda, and K. Yoshida
  • 雑誌名: Adv. Eng. Mater. 巻: 14 [12] 号: 12 ページ: 1134-1138
  • DOI: 10.1002/adem.201200049
  • 査読あり
• [雑誌論文] セラミックス多孔体浄水プラント (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木義和
  • 雑誌名: セラミックス 巻: 47 [9] ページ: 698-699
• [雑誌論文] Synthesis and Characterization of TiO_2 Powders by Electrospray Pyrolysis Method (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.Terada, Y.Suzuki, S.Tohno
  • 雑誌名: Mater.Res.Bull. 巻: 47 号: 3 ページ: 889-895
  • DOI: 10.1016/j.materresbull.2011.11.032
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact of Three Different TiO_2 Morphologies on Hydrogen Evolution by Methanol Assisted Water-Splitting : Nanoparticles, Nanotubes And Aerogels (2011)
  • 著者名/発表者名: D.D'Elia, C.Beauger, J.-F.Hochepied, A.Rigacci, M.-H.Berger, N.Keller, V.Keller-Spitzer, Y.Suzuki, J.-C.Valmalette, M.Benabdesselam, P. Achard
  • 雑誌名: Int.J.Hydro.Energy 巻: 36 号: 22 ページ: 14360-14373
  • DOI: 10.1016/j.ijhydene.2011.08.007
  • 査読あり
• [学会発表] 擬ブルッカイト系MgTi2O5多孔質セラミックスの浄水フィルターへの応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中越悠太、鈴木義和
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2015年年会
  • 発表場所: 岡山大学・津島キャンパス
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-20
• [学会発表] Morphology control of pseudobrookite-type MgTi2O5 powders by LiF doping (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuta Nakagoshi and Yoshikazu Suzuki
  • 学会等名: IWNMD2014
  • 発表場所: Univerisity of Tsukuba
  • 年月日: 2014-12-05
• [学会発表] Synthesis and Evaluation of Pseudobrookite-type Al2TiO5-MgTi2O5 Solid Solutions with Low Thermal Expansion (2014)
  • 著者名/発表者名: R. Maki and Y. Suzuki
  • 学会等名: MS&T2014
  • 発表場所: Pittsburgh, USA
  • 年月日: 2014-10-12 – 2014-10-16
• [学会発表] Semiconductor double-oxide electrodes for dye-sensitized solar cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Natsumi Ishii, Yuji Okamoto and Yoshikazu Suzuki
  • 学会等名: IWP2014
  • 発表場所: Univerisity of Tsukuba
  • 年月日: 2014-09-05
• [学会発表] "Pseudobrookite-type Ceramics: Synthesis, Microstructure and Applications (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshikazu Suzuki
  • 学会等名: IUMRS-ICA
  • 発表場所: Fukuoka University
  • 年月日: 2014-08-24 – 2014-08-30
  • 招待講演
• [学会発表] Semiconductor MgTi2O5 double-oxide electrodes for dye-sensitized solar cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Natsumi Ishii, Yuji Okamoto and Yoshikazu Suzuki
  • 学会等名: Junior Euromat 2014
  • 発表場所: The Swiss Tech Convention Center, Lausanne, Switzerland
  • 年月日: 2014-07-21 – 2014-07-25
• [学会発表] Reactive Sintering of Pseudobrookite-Type MgFeNbO5 and MgFeTaO5 Ceramics and Their Potential Applications (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Suzuki, H. Abe and Y. Shinoda
  • 学会等名: STAC-8
  • 発表場所: メルパルク横浜（横浜市）
  • 年月日: 2014-06-25 – 2014-06-27
• [学会発表] 低熱膨張Al2TiO5－ MgTi2O5固溶体の反応焼結と特性評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 牧涼介、鈴木義和
  • 学会等名: 粉体粉末冶金協会 春季大会
  • 発表場所: 早稲田大学国際会議場
  • 年月日: 2014-06-04
• [学会発表] 擬ブルッカイト型MgFeNbO5及びMgFeTaO5の反応焼結と微細構造 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木義和、阿部浩也
  • 学会等名: 粉体工学会 2015年度春期研究発表会
  • 発表場所: メルパルク京都（京都市）
  • 年月日: 2014-05-30
• [学会発表] Reactive Sintering and High-Temperature XRD Study of Pseudobrookite-Type MgFeNbO5 and MgFeTaO5 Ceramics (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshikazu Suzuki, Hiroya Abe, and Jean-Christophe Valmalette
  • 学会等名: 4th Asia-Africa Sustainable Energy Forum
  • 発表場所: Oran, Algeria
  • 年月日: 2014-05-11 – 2014-05-17
• [学会発表] Reactive Sintering and High-Temperature XRD Study of Pseudobrookite-type oxides (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshikazu Suzuki, Hiroya Abe, and Jean-Christophe Valmalette
  • 学会等名: ISEPD2014 ( 15th International Symposium on Eco-materials Processing and Design)
  • 発表場所: Hanoi University of Science and Technology, Vietnam
  • 招待講演
• [学会発表] Pseudobrookite-type Porous Ceramics: Synthesis, Pore structure and Applications (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshikazu Suzuki
  • 学会等名: ICACC2014 (38th International Conference and Expo on Advanced Ceramics and Composites)
  • 発表場所: Daytona Beach, USA
  • 招待講演
• [学会発表] 擬ブルッカイト型MgFeNbO5及びMgFeTaO5の反応焼結と評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 義和、阿部 浩也、Jean-Christophe Valmalette
  • 学会等名: 日本セラミックス協会 2014年年会
  • 発表場所: 慶応義塾大学 日吉キャンパス
• [学会発表] 低熱膨張Al2(1-x)MgxTi(1+x)O5セラミックスの反応焼結と特性評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 牧 涼介、鈴木義和
  • 学会等名: 日本セラミックス協会 2014年年会
  • 発表場所: 慶応義塾大学 日吉キャンパス
• [学会発表] Uniformly Porous MgTi2O5 with Narrow Pore-Size Distribution: In-Situ Synthesis, In-Situ Evaluation, and New In-Situ Surface Coating (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshikazu Suzuki
  • 学会等名: PacRIM 10 (10th Pac RIM conference on Ceramic and Glass Technology)
  • 発表場所: Hotel del Coronado, Coronado, San Diego, USA
• [学会発表] Advanced porous materials for environmental purification (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshikazu Suzuki
  • 学会等名: GMAC2013 (1st France-Japan Symposium on Green-Materials and Advanced Characterization )
  • 発表場所: La Coupole, Hyeres, France
  • 招待講演
• [学会発表] Al2O3-TiO2-MgO系低熱膨張性セラミックスの電気的特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 牧 涼介、鈴木義和
  • 学会等名: 日本セラミックス協会 2013年秋季シンポジウム
  • 発表場所: 信州大学 長野キャンパス、長野
• [学会発表] Effect of MgO-doping on microstructure and properties of Al2TiO5 (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Maki and Yoshikazu Suzuki
  • 学会等名: Euromat 2013
  • 発表場所: Barcelo Renacimiento hotel, Sevilla, Spain
• [学会発表] Preparation and Characterization of Porous Al2TiO5 with Various Starches As Pore-Forming Agent (2013)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Nishijima and Yoshikazu Suzuki
  • 学会等名: Euromat 2013
  • 発表場所: Barcelo Renacimiento hotel, Sevilla, Spain
• [学会発表] Al2O3-TiO2-MgO系低熱膨張性セラミックスの微構造制御と電気特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 牧 涼介、鈴木義和
  • 学会等名: 第33回エレクトロセラミックス研究討論会
  • 発表場所: 文部科学省研究交流センター、つくば市
• [学会発表] 三次元ネットワーク構造を有する多孔質MgTi_2O_5のその場合成と応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木義和、森本昌文
  • 学会等名: 日本セラミックス協会 2012年年会
  • 発表場所: 京都大学吉田キャンパス(京都府)
  • 年月日: 2012-03-21
• [学会発表] 三次元ネットワーク型多孔質セラミックスの新展開 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木義和
  • 学会等名: 日本学術振興会先進セラミックス第124委員会第138回会議
  • 発表場所: 東京大学総合図書館(東京都)(依頼講演)
  • 年月日: 2012-03-06
• [学会発表] Synthesis and Electrical Properties of Pseudobrookite-Type Ceramics (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Maki, T. Kozawa, Y. Suzuki*
  • 学会等名: Junior Euromat 2012
  • 発表場所: スイス連邦工科大学ローザンヌ校、スイス
• [学会発表] Uniformly porous ceramics with narrow pore-size distribution: in situ processing, microstructure and thermal expansion behavior (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshikazu Suzuki* and Takahiro Kozawa
  • 学会等名: CMEET-2012
  • 発表場所: Shanghai Institute of Ceramics、中国
  • 招待講演
• [学会発表] MgO をドープしたAl2TiO5 の反応焼結と評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 牧涼介, 小澤隆弘, 鈴木義和*
  • 学会等名: 日本セラミックス協会 2013年秋季シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] Uniformly Porous MgTi2O5 with Narrow Pore-Size Distribution : In Situ Processing, Microstructure and Thermal Expansion Behavior (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshikazu Suzuki
  • 学会等名: Euromat2011
  • 発表場所: Montpellier, France
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] Feasibility Study on New Oxide Sintering Additives for Silicon Carbide Ceramics (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshikazu Suzuki, Yutaka Shinoda, Katsumi Yoshida
  • 学会等名: STAC-5
  • 発表場所: Mielparque-Yokohama, Japan
  • 年月日: 2011-06-22
• [学会発表] Uniformly Porous MgTi_2O_5 with Narrow Pore-Size Distribution : In Situ Processing, Microstructure and Potential Applications (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshikazu Suzuki
  • 学会等名: CJK2011 Meeting
  • 発表場所: Toki-messe, Niigata, Japan(招待講演)
  • 年月日: 2011-06-04
• [学会発表] Uniformly Porous MgTi_2O_5 with Narrow Pore-Size Distribution : In Situ Processing, Microstructure and Pore Structure (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshikazu Suzuki
  • 学会等名: EMSES2011
  • 発表場所: Wiang Inn, Chiang Rai, Thailand(招待講演)
  • 年月日: 2011-05-27
• [学会発表] Uniformly Porous MgTi2O5 with Narrow Pore-Size Distribution: XAFS Study, Improved In-Situ Synthesis, and New In-Situ Surface Coating
  • 著者名/発表者名: Yoshikazu Suzuki*, Tohru S. Suzuki, Yutaka Shinoda, and Katsumi Yoshida
  • 学会等名: STAC-6
  • 発表場所: メルパルク横浜
• [学会発表] Sintering of Silicon Carbide Ceramics with Al2O3-TiO2 Additives by Hot-Pressing
  • 著者名/発表者名: Katsumi Yoshida*, Yutaka Shinoda and Yoshikazu Suzuki
  • 学会等名: STAC-6
  • 発表場所: メルパルク横浜
• [学会発表] Silicon Carbide Ceramics with in-situ Mullite Dispersion
  • 著者名/発表者名: Yutaka Shinoda*,Yoshikazu Suzuki, and Katsumi Yoshida
  • 学会等名: STAC-6
  • 発表場所: メルパルク横浜
• [学会発表] 汎用高温X線回折装置を用いたナノクリスタル生成挙動のその場評価
  • 著者名/発表者名: 鈴木 義和
  • 学会等名: 日本セラミックス協会 2013年秋季シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 招待講演
• [学会発表] Uniformly Porous MgTi2O5 with Narrow Pore-Size Distribution XAFS Study, Improved In-Situ Synthesis, and New In-Situ Surface Coating
  • 著者名/発表者名: Yoshikazu Suzuki
  • 学会等名: ISEPD2013
  • 発表場所: Kagoshima Prefectural Citizens Exchange Center
• [備考] 筑波大学 無機系エネルギー・環境材料研究室
  • URL: http://www.ims.tsukuba.ac.jp/~suzuki_lab/index.html
• [備考] 筑波大学 無機系エネルギー・環境材料 鈴木義和研究室
  • URL: http://www.ims.tsukuba.ac.jp/~suzuki_lab/index.html
• [備考] 筑波大学 無機系エネルギー・環境材料 鈴木義和研究室
  • URL: http://www.ims.tsukuba.ac.jp/~suzuki_lab/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.ims.tsukuba.ac.jp/~suzuki_lab/index.html