気相固相反応による一軸配向多結晶体の作製と配向機構の解明

• 研究課題/領域番号: 25630281
• 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, 工学研究科, 准教授 (80525973) ; 吉田 英人 東京大学, 理学研究科, 技術職員 (30376553)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: 結晶配向セラミックス / 酸化物イオン伝導 / 反応拡散 / 固体酸化物型燃料電池

研究成果の概要

結晶粒子がランダムに配列したセラミックス焼結体と気相の間で起こる反応拡散によって、結晶粒子が一軸方向に配向したセラミックス多結晶体の作製に成功した。作製したセラミックスは、アパタイト型ゲルマン酸ランタン（La9.33+2xGe6O26+3x）から成り、そのc軸がセラミックス表面に対して垂直に高配向している。この作製手法は、極めて簡便に多結晶体の配向化が可能であることから、多様なセラミックスへの応用が期待される。

研究成果

• [雑誌論文] ｃ軸配向アパタイト型ケイ酸ランタン多結晶体の作製と酸化物イオン伝導 (2014)
  • 著者名/発表者名: 福田 功一郎
  • 雑誌名: 日本結晶学会誌 巻: 56 ページ: 43-48
  • NAID: 130003395584
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Crystal Structure and Oxide-Ion Conductivity along c-Axis of Si-Deficient Apatite-Type Lanthanum Silicate (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Fukuda, T. Asaka, S. Hara, M. Oyabu, A. Berghout, E. Bechade, O. Masson, I. Julien, and P. Thomas
  • 雑誌名: Chem. Mater. 巻: 25 号: 10 ページ: 2154-2162
  • DOI: 10.1021/cm400892p
  • 査読あり
• [学会発表] 回折法と顕微鏡法を用いた新規無機化合物の探索と機能発現 (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2015年年会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山県岡山市）
  • 年月日: 2015-03-18 – 2015-03-20
  • 招待講演
• [学会発表] ケイ酸ランタンオキシアパタイトの高温単結晶Ｘ線回折法と結合原子価の総和（ＢＶＳ）法による酸化物イオン伝導経路に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 原 晋次、浅香 透、石澤 伸夫、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: 名古屋工業大学（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2014-12-06
• [学会発表] 反応拡散による結晶配向セラミックスの新規作製方法 ― c軸配向アパタイト型ケイ酸ランタン多結晶体の作製 ― (2014)
  • 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2014年秋季シンポジウム
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島県鹿児島市）
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-11
  • 招待講演
• [学会発表] Reactive Diffusion as A New Facile Texturing Method for Syntheses of Highly Grain-Oriented Oxide-Ion Conductors (2014)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Fukuda
  • 学会等名: JSPS-CNRS Joint Seminar “Material Design and Development of Highly Ionic-Conductive Ceramics Devices”
  • 発表場所: Limoges（France）
  • 年月日: 2014-06-04 – 2014-06-06
• [学会発表] Crystal Structure and Oxide-Ion Conductivity along c-Axis of Oxygen Hyperstoichiometric Lanthanum Silicate Apatite (2014)
  • 著者名/発表者名: 原 晋次、大藪 雅之、浅香 透、福田 功一郎
  • 学会等名: 第５２回セラミックス基礎科学討論会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] 化学組成と結晶構造の異なるアパタイト型ケイ酸ランタンからなるc軸配向多結晶体の作り分け (2014)
  • 著者名/発表者名: 大藪 雅之、原 晋次、浅香 透、福田 功一郎
  • 学会等名: 第５２回セラミックス基礎科学討論会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Preparation of Highly c-Axis-Oriented Apatite-Type Lanthanum Silicate Polycrystals by Combined Use of Reactive Diffusion and Tape Casting (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Hara, T. Asaka, K. Fukuda, A. Pons, P.-M. Geffroy, E. Bechade, O. Masson, J. Jouin, M. Colas, P. Thomas
  • 学会等名: 3rd International Symposium on Ceramics Nanotune Technology
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Crystal Chemistry of Complex Materials: Apatite-Type Lanthanum Silicates for SOFC Applications and Tellurium Oxide Based Glasses for Non-linear Optics (2014)
  • 著者名/発表者名: P. Thomas, O. Masson, E. Bechade A. Berghout, M. Colas, J. R. Duclere, I. Julien, J. Jouin, D. Hamani, G. Delaizir, A. Gulenko, A. Bertrand, A. Pons, J. Carreaud, O. Nouguera, P.-M. Geffroy, K. Fukuda, T. Asaka, T. Hhayakawa, M. Nogami
  • 学会等名: 3rd International Symposium on Ceramics Nanotune Technology
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] 反応拡散法を用いて作製したc軸配向酸化物イオン伝導体の組織構造 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡部 桃子、浅香 透、福田 功一郎
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会学術講演会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] Oxide-ion conductivity of highly c-axis-oriented apatite-type lanthanum silicate polycrystals (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Fukuda, T. Asaka, A. Berghout, E. Behade, O. Masson, I. Julien and P. Thomas
  • 学会等名: The 19th International Conference on Solid State Ionics
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Syntheses and characterization of highly c-axis-oriented apatite-type lanthanum silicate polycrystals (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Oyabu, K. Fukuda, T. Asaka, A. Berghout, E. Bechade, O. Masson, I. Julien and P. Thomas
  • 学会等名: The 19th International Conference on Solid State Ionics
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Local structure in La9.33+x(SiO4)6O2+y studied by X-ray PDF analysis and DFT calculations (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Berghout, O. Masson, P. Thomas, J. Jouin, E. Bechade, G. Leveque, I. Julien, R. Mayet, R. Hamaguchi, T. Asaka and K. Fukuda
  • 学会等名: The 19th International Conference on Solid State Ionics
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Characterization of highly c-axis-oriented apatite-type lanthanum silicate polycrystals formed by reactive diffusion between L (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Okabe, T. Asaka, K. Fukuda, A. Berghout, E. Bechade, O. Masson, I. Julien and P. Thomas
  • 学会等名: 13th International Conference of the European Ceramic Society
  • 発表場所: Limoges(France)
• [学会発表] Crystal structure and oxide-ion conductivity of apatite-type lanthanum silicate with excess oxide ions (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Hara, K. Fukuda, T. Asaka, A. Berghout, E. Bechade, O. Masson, I. Julien and P. Thomas
  • 学会等名: 13th International Conference of the European Ceramic Society
  • 発表場所: Limoges(France)
• [学会発表] Crystal structures and oxide-ion conductivity along c-axis of apatite-type lanthanum silicates (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Fukuda
  • 学会等名: 13th International Conference of the European Ceramic Society
  • 発表場所: Limoges(France)
  • 招待講演
• [学会発表] New synthesis method and oxide ion conductivity of pure apatite-type La9.33+x(SiO4)6 O2+3x/2 phases (2013)
  • 著者名/発表者名: G. Leveque, E. Bechade, I. Julien, J. Jouin, O. Masson, P. Thomas, T. Asaka, and K. Fukuda
  • 学会等名: 13th International Conference of the European Ceramic Society
  • 発表場所: Limoges(France)
• [学会発表] Local structure in La9.33+x(SiO4)6O2+y studied by X-ray PDF analysis and DFT calculations (2013)
  • 著者名/発表者名: O. Masson, J. Jouin, A. Berghout, P. Thomas, G. Leveque, I. Julien, R. Mayet, E. Bechade, K. Fukuda, T. Asaka, R. Hamaguchi
  • 学会等名: 13th International Conference of the European Ceramic Society
  • 発表場所: Limoges(France)
• [学会発表] Si欠損型ケイ酸ランタンアパタイトの結晶構造解析と酸化物イオン伝導 (2013)
  • 著者名/発表者名: 福田 功一郎、原 晋次、大藪 雅之、浅香 透
  • 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: 長野
• [学会発表] Synthesis, structure and ionic conduction mechanisms of apatite-type lanthanum silicate materials for SOFC applications (2013)
  • 著者名/発表者名: O. Masson, A. Berghout P.Thomas, G. Leveque, I. Julien, R. Mayet, J.Jouin, E.Bechade, K. Fukuda, T. Asaka, R. Hamaguchi
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Inorganic and Environmental Materials
  • 発表場所: Renne(France)
• [学会発表] アパタイト型ケイ酸ランタン多結晶体のｃ軸配向化とＧｅドーピングによる酸化物イオン伝導度の向上 (2013)
  • 著者名/発表者名: 蓑 弘樹，浅香 透，石澤 伸夫，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
• [備考] 名古屋工業大学 結晶性萌芽材料研究室（福田功一郎・浅香透研究室）
  • URL: http://crystals.web.nitech.ac.jp
• [備考] 名古屋工業大学 結晶性萌芽材料研究室（福田功一郎・浅香透研究室）
  • URL: http://crystals.web.nitech.ac.jp