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2014 年度 実績報告書

組織配向制御した酸素透過性セラミックスの創製とその効果

研究課題

研究課題/領域番号 23760637
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

籠宮 功  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40318811)

研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2015-03-31
キーワード混合導電性酸化物 / 酸素透過性セラミックス
研究実績の概要

昨年度までに酸化物イオンの優先的な輸送経路を検討したSrFeO3-d混合導電性酸化物を取り上げ、テンプレート粒子成長法による組織配向制御を行った。溶融塩法で作製したSr3Fe2O7-d板状粒子を、トルエン中で、Fe2O3及びSrFeO3-dカ焼粉、アクリル系の結合剤、可塑剤(フタル酸ブチル)とともに混合させることでスラリーを調整した。得られたスラリーを用い、ドクターブレード法にてシート成形し積層後、CIP成形を行い、最終的に1300℃、5 hで焼成し、焼結体を得た。放射光を用いた粉末X線回折により、得られた焼結体はc軸方向に配向していることを確認した。この配向試料の酸素透過速度を、800℃にて、大気/He20-80sccmの酸素分圧差圧下で測定した結果、無配向試料に比べ、配向試料の方が高い値を示すことが分かった。特に大気/He60sccmの酸素分圧差圧下において、配向試料の酸素透過速度は、無配向試料に比べて約3倍高い値を示した。SrFeO3-dでは、高温600℃以上になると、b軸、c軸方向に並んだ酸素サイトの酸化物イオンが欠損しやすいことを明らかにしている。上述のように、c軸方向に配向制御した試料の酸素透過速度が大きいことから、この規則的な酸素欠損サイトを介したb軸あるいはc軸方向の酸化物イオン輸送が容易かつ支配的であると考えている。以上より、異方性を有する混合導電性線化物について、結晶構造に基づいた配向制御を行うことで、酸素透過性能の向上に寄与しうることを示した。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Oxygen vacancy formation and the ion migration mechanism in layered perovskite (Sr, La)3Fe2O7-d2014

    • 著者名/発表者名
      I. Kagomiya, K. Jimbo, K. Kakimoto, M. Nakayama, O. Masson
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 16 ページ: 10875-10882

    • DOI

      10.1039/c4cp00736k

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Oxygen Permeation and Oxide Ion Conductivity of Ta-substituted (La, Sr)CoO3-d2014

    • 著者名/発表者名
      I. Kagomiya, Y. Shimono, K. Kakimoto
    • 雑誌名

      Solid State Ionics

      巻: 262 ページ: 664-667

    • DOI

      10.1016/j.ssi.2013.11.004

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Temperature Dependent Ionic Transport Properties in layered perovskite (Sr,La)3Fe2O7-δ2015

    • 著者名/発表者名
      I. Kagomiya, K. Jimbo, K. Kakimoto, M. Nakayama, O. Masson
    • 学会等名
      The Energy, Materials, and Nanotechnology (EMN) Ceramics Meeting 2015
    • 発表場所
      Florida, USA
    • 年月日
      2015-01-25 – 2015-01-29
    • 招待講演
  • [学会発表] スピン転移付近におけるLaCoO3のイオン伝導挙動2014

    • 著者名/発表者名
      大山裕斗、籠宮功、柿本健一
    • 学会等名
      日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 年月日
      2014-12-06 – 2014-12-06
  • [学会発表] (Sr,La)3Fe2O7-d層状ペロブスカイトにおける酸化物イオンの欠陥構造と輸送機構2014

    • 著者名/発表者名
      籠宮功、神保圭吾、柿本健一、中山将伸、Olivier Masson
    • 学会等名
      第40回固体イオニクス討論会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2014-11-16 – 2014-11-18
  • [学会発表] 混合導電性SrFeO3-δの欠損構造および酸化物イオン輸送挙動2014

    • 著者名/発表者名
      白川史朗、籠宮功、柿本健一
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第27回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      2014-09-09 – 2014-09-11
  • [学会発表] 層状ペロブスカイト(Sr,La)3Fe2O7-δの酸素欠損とイオン輸送2014

    • 著者名/発表者名
      籠宮功、神保圭吾、柿本健一、中山将伸、Olivier Masson
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第27回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      2014-09-09 – 2014-09-11
  • [学会発表] Relation between Oxygen Permeation Properties and Lattice Distortion of (La, Sr)(Co,Ta)O32014

    • 著者名/発表者名
      I. Kagomiya, Y. Shimono, K. Kakimoto
    • 学会等名
      International Union of Materials Research Societies, International Conference in Asia 2014
    • 発表場所
      福岡大学
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-30
  • [学会発表] Oxygen Permeation property and Crystal Structure of (Sm,Ca)FeO32014

    • 著者名/発表者名
      Y. Hirota, I. Kagomiya, K. Kakimoto
    • 学会等名
      International Union of Materials Research Societies, International Conference in Asia 2014
    • 発表場所
      福岡大学
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-30

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公開日: 2016-06-01  

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