| 研究概要 |
我々は,これまでにサーミスタ材料の1つであるMn-Co-Ni3成分系酸化物において,電気的特性が安定である立方晶スピネルの単一相領域の探索とその焼結体の電気的特性について評価してきた.また得られた結果を基に,単一相領域内での電気的特性のマッピングを行い,広範囲における諸特性の関係も検討してきた.しかし,Mn-Co-Ni3成分系酸化物と同様サーミスタ材料であるMn-Fe-Ni3成分系酸化物については,系統だった研究がなされていない.そこで本研究では,Mn-Fe-Ni3成分系に着目し,この系における立方晶スピネル単一相領域の探索を行い,得られた領域内において単一相焼結体の最適な作製条件を見出すとともに,その電気的特性を評価することを目的とした.まず今年度においては,単一相領域の探索を行った.
実験は,Mn-Fe-Ni3成分系の種々の組成試料を用いて800〜1000℃の所定の温度で3時間焼成した後,急冷しX線回折を行い,結晶相を同定した.
結果として,800℃で焼成した試料の立方晶スピネル単一相領域は,Mn:Fe:Ni=2:0:1〜1.75:0:1.25で存在した.しかし,この領域よりMn量を増加させると立方晶スピネル以外に新たに正方晶スピネルが出現した.また,Ni量を増加させると立方晶スピネルと岩塩型結晶が混在した.さらにFe量を増加させると立方晶スピネル以外にHematite型構造やBixbyte型構造が共存した.このことは,焼成温度800℃では立方晶スピネル単一相領域が非常に狭いことを意味している.そこで,焼成温度を上昇させることによって,単一相領域の拡大が望めるものと考え,焼成温度を1000℃とし,同様の実験を行ったところ,Mn:Fe:Ni=2.15:0:0.75〜1:1:1付近の領域で立方晶スピネル単一相が存在することが明らかとなった.現在1000℃での,より正確な単一相領域の探索を行っている.
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