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本研究ではチタン酸ジルコニウムの単結晶を成長させ、その結晶の誘電性や電気光学性を研究する計画であった。多数の実験にもかかわらず、測定に使える大きさの単結晶育成に成功していないので、多結晶焼結体の誘電性についても研究した。その研究結果の概要を次に示す。なお、帯溶融法で十分に育成できなかった原因と、実験条件の変更による結晶生長の可能性に気付き、現在も継続して研究を進めている
単結晶の合成は融剤法と帯溶融法とを研究した。融剤のモリブデン酸リチウムと三酸化モリブデンにチタン酸ジルコニウムを混合し、それを白金るつぼに入れた。電気炉で1300℃で融解させた後、毎分1.9℃の割合で冷却した。融剤を熱アンモニア水で溶解させると、ZrTiO_4の針状単結晶が残留した。しかし、同単結晶は長い もので3mm程度であり、幅はその1/5と小さく、誘電柱や光学性を測定するには不十分であった。
帯溶融法では合成条件を求めて多数回の実験を行なった。希望した大きさの結晶は得られていないが、その中で最も良好な結晶が生成した条件を次に記す。上軸焼結体のジルコニアとチタニアのモル比を47:53(これが析出結晶の組成となる予定である)、下軸焼結体の同モル比を30:70(これが溶融帯になり、これと上記組成の結晶とが平衡関係にあるとの設計である)とし、上軸と下軸の回転速度とそれぞれ13と10rpm、送り速度は0.3mm/h。得られた結晶の光学顕微鏡観察により、3mm程度の透明な結晶の生成が認められた。現在、溶融帯とそれと平衡にある結晶の組成が上記とは異なっていることが、良好な結晶が育成できなかった第一の理由と疑い、上記のように再検討の実験を進めている。
チタン酸ジルコニウムに酸化ニオブと酸化イットリウムを置換固溶した系の焼結体の誘電性につき研究した。その結果、置換量の増加に伴い比誘電率が減少するという、酸化錫と固溶させた系と類似の現象が明らかになった。しかし、本系固溶溶体の急冷試料との除冷試料の比誘電率は、固溶量が増加しても顕著に異なり、別記系とは明らかに異なった。この結果は本化合物に関する筆者の仮説と整合する結果として注目された。
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