| 研究概要 |
イオン伝導は温度が高くなると大きくなり、地球内部の固体の高温状態でイオン伝導が起こっていることは容易に想像できる。地球内部の物質移動には水が重要な働きをしていると考えられることから、また、ペロブスカイト型構造のケイ酸塩が地球内部に存在すると予想されていることから、高温下でのペロブスカイト型構造のプロトン伝導機構の解明は、地球内部の物質移動の機構を明らかにする上に重要である。
本研究は、イオン導電性物質、特に、地球内部で重要なケイ酸塩鉱物が高圧相転移すると考えられているペロブスカイト型構造のミクロ構造をX線回折法、X線分光法、電子顕微鏡観察、熱分析法を駆使して明らかにし、イオン伝導の機構を明らかにし、地球内部における物質移動をミクロ構造からアプローチすることが目的である。
本年度は昨年度に引き続き高温の水素または水蒸気雰囲気かでプロトン伝導を示す三酸化ジルコニウムストロンチウムのジルコニウムを希土類元素で置換した試料を合成し、熱分析とX線回折法による研究を行った。合成は炭酸塩と酸化物を出発原料とし、Ybを10mol%置換した試料を約1600度で固相反応により行った。合成試料はX線回折法による評価を行い、リートベルト解析による格子定数や各種結晶学的パラメーターの精密化を行った。熱分析(TG-DTA)は空気雰囲気下で室温から1200度まで行った。
本研究の結果、高温下では希土類元素添加による生ずる酸素欠陥と共に酸素イオンの無秩序構造がプロトン伝導にも重要な役割を果たしていることが明らかになった。学会発表:Int. Conf. Solid State Ionics,'01July (Cairns);固体イオニクス討論会、'01 Nov.(東京)、投稿中:Solid State Ionics
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