| 研究課題/領域番号 |
62550586
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
工業物理化学・複合材料
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
中島 剛 京都大学, 工学部, 助教授 (50026233)
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| 研究期間 (年度) |
1987 – 1988
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| 研究課題ステータス |
完了 (1988年度)
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| 配分額 *注記 |
1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
1988年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
1987年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
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| キーワード | グラファイト層間化合物 / フッ化物 / フッ素 / 電気伝導度 / フッ化チタン / フッ化バナジウム / フッ化ニオブ / フッ化タンタル / グラファイト / ESCAスペクトル |
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| 研究概要 |
フッ化チタン、フッ化バナジウム、フッ化ニオブ、フッ化タンタルを挿入種とするグラファイト層間化合物をフッ素ガス中で合成し、その構造と化学結合および電気伝導度について検討した。フッ化チタン、フッ化バナジウムでは主として炭素一層おきにフッ化物が挿入された第2ステージ化合物が得られたが、フッ化ニオブ、フッ化タンタル系ではすべての炭素層にフッ化物が挿入された第1ステージ化合物が生成しやすいことがわかった。組成分析、光電子分光法、X線回折測定より、挿入されたフッ化チタンは6配位のTiF^<2->_6であるが、フッ素を共有した鎖状構造をとり、またフッ化バナジウムの場合はVF^-_6イオンのフッ素が炭素層の六角網目に深くはまり込むネスリングが起こり、ともに非常に高い安定性を示した。これは鎖状構造およびネスリングにより、挿入化学種の層内拡散が困難になり、空気中の水分との反応による分解が防止されるためと考えられる。一方フッ化ニオブ、フッ化タンタルは強いルイス酸であるため、インターカレーションは容易であるが、前2者と比較すると空気中では不安定であった。バナジウムに比べてニオブ、タンタルのサイズが大きいので、六フッ化物イオン全体が大きくなり、ネスリングが起こりにくいためと考えられる。
光電子分光法より求めた炭素およびフッ素のスペクトルより、ホストのグラファイトと挿入されたフッ化物の化学結合はイオン性であることが明らかとなった。
高配向性熱分解黒鉛をホストとして合成した化合物の電気伝導度を非接触ウィーンブリッジで測定したところ、ホストの電導度の10〜12倍である1.7〜2.0×10^5S・cm^<-1>の高い値が観測された。特にフッ化チタン、フッ化バナジウムの化合物は安定で、数ケ月から8ケ月間空気中に放置しても電導度はほとんど変化しなかった。
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