| 研究課題/領域番号 |
24360273
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
福田 功一郎 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90189944)
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| 研究分担者 |
浅香 透 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80525973)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 結晶配向セラミックス / イオン伝導 / 反応拡散 |
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| 研究概要 |
セラミックスは結晶粒子の高配向化によってその機能が著しく向上する場合がある。研究代表者は拡散対を空気中で加熱する簡便な方法（反応拡散法）を用いて、酸化物イオン伝導性多結晶体の結晶配向化に成功した。今回、この新規配向手法をNa2O-TiO2-Ga2O3系の一軸配向多結晶体の作製に適用した。Na2CO3とTiO2、Ga2O3試薬からGa2TiO5粉末試料とNaGaO2粉末試料を合成し、Ga2TiO5/NaGaO2/Ga2TiO5から成るサンドイッチ型の拡散対を準備した。これを1323 Kで24時間加熱することで、Nax+3yTi1-xGa4+x-yO8固溶体から成る多結晶体を作製した。アニールした拡散対は拡散方向に垂直または平行にダイアモンドカッターで切り出した。試料表面を鏡面研磨して微細組織を走査型電子顕微鏡で観察し、さらにX線回折装置を用いて多結晶体の配向度を調べた。その結果、拡散方向に沿って針状結晶から成る配向多結晶体が生成していることが確認できた。この多結晶体の573 K から1073 K までのイオン伝導度を複素インピーダンス法で求めたところ、温度の上昇に伴い3.4×10-4 S/cmから7.3×10-3 S/cmまで増加し、良好なイオン伝導体であることが確認できた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
本研究の目的は、「拡散対反応法を汎用化し、一次元配向セラミックスの作製方法を確立すること」である。先の【研究実績の概要】で述べた通り、当初の目標通りに研究が進行している。さらに液相を介した反応拡散に関する新たな知見が得られている。
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| 今後の研究の推進方策 |
当初の計画通りに本研究を推進する方針である。研究代表者は、これまでの研究過程でGa2TiO5/NaGaO2/Ga2TiO5から成るサンドイッチ型の拡散対だけでなく、多種多様な拡散対を用いることで、多結晶体を構成する結晶粒子の結晶軸が一方向に高配向した多結晶体を作製している。その過程で反応拡散法が多結晶体の高配向化に極めて有効であり、汎用性に富む技術であることを認識するに至った。反応拡散法とイオン交換法を併用することで、多種多様な陽イオンが一次元トンネル内を高速で伝導する一軸配向多結晶体の作製に発展させたいと考えている。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
今年度の研究で新規化学組成の結晶配向化合物の着想を得るに至り、さらに効率的な研究費に鑑み、次年度の使用が最適であると判断したため、次年度使用額が生じることになった。
先の理由で記載したとおり、今年度の研究で新規化学組成の結晶配向化合物の着想を得るに至った。当該助成金は、この新規化学組成の結晶配向化合物の原料試薬の購入予算に充当する計画である。
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