研究概要 |
ZrO_2-CeO_2系およびZrO_2-R_2O_3系(R:稀土類元素)について立方晶-正方晶(c-t)二相分離に関する研究を行い、以下のような成果を得た。 (1)定比組成に近いZrO_2-CeO_2系のc-t相転移は、2次相転移と見なしうるものであることを示した。また、この理解をもとに微細組織形成を説明した。 (2)ZrO_2-CeO_2系では、Ce^<4+>イオンの一部がCe^<3+>イオンとなることによって不定比性を生じ、酸素イオン空孔が生じる。酸素イオン空孔の導入により、不定比(Zr,Ce)O_2-xには、理想的な蛍石構造からの酸素イオンの規則正しい〈111〉変位が生じること、これによって特有の禁則反射が現れることを初めて明らかにした。 (3)不定比(Zr,Ce)O_2-xのc-t相転移は、1次相転移の性格を有していることを示した。 (4)ZrO_2-R_2O_3系のc-t二相領域の幅はR^<3+>イオンのイオン半径によって変化することを実験的に見出した。またこの結果を、c-t相転移が2次相平衡であるとして熱力学的に説明できることを示した。 通常の方法では固溶体の生成が困難なZrO_2-ZrN系について、メカニカルアロイングにより固溶体を作成できることを見出した。
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