| 研究課題/領域番号 |
25288111
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 研究機関 | 同志社大学 |
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研究代表者 |
廣田 健 同志社大学, 理工学部, 教授 (30238414)
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| 研究分担者 |
加藤 将樹 同志社大学, 理工学部, 教授 (90271006)
後藤 琢也 同志社大学, 理工学部, 准教授 (60296754)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 溶融塩電解用電極 / スピネル型金属酸化物 / ヘルシナイト / 固相反応法 / 固溶体 / 磁気特性 |
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| 研究概要 |
単相のスピネル型構造のFeAl2O4とMnを添加した(Fe1-xMnx)Al2O4 (0<x<1.0)固溶体粉体を，α-Fe2O3 (粒子径0.1 um φ), γ-Al2O3 (約10 nm φ) および MnO (約 0.15 um φ)の活性な微粒子を用いて，1.0%H2-bal.N2のガス中900°C で 6 hの固相反応により調製した．XRDによる粉体のキャラクタリゼーションの後，粉体はAr雰囲気下1050°C，10 min， 50 MPaの条件でパルス通電加圧焼結(PECPS)により緻密化した．このようにして作製された相対密度97％以上のスピネル単相の緻密なセラミックスは，XRD，SEMおよびSQUID磁力計により評価した．これらのセラミックスは，x=1.0のMnAl2O4（常磁性）以外，反強磁性であり，x:0.4~0.6組成のMnを添加固溶したセラミックスが比較的高い磁化率を示した．これらの内容を粉体粉末冶金協会平成25年秋季大会にて講演発表し，更に論文投稿して採択された．
このFeAl2O4セラミックスについて，溶融塩電解の電極として使用するため，高密度大型セラミックスの作製を検討し，常圧焼結体をAr雰囲気200 MPa，1200℃にて2 h熱間静水圧プレス(HIP)して相対密度97~98%の高密度セラミックスを作製した．一方，化学量論組成から少し組成をずらしたFe1+δAl2O4の合成条件の確立、合成した電極の電気伝導度の測定、また、酸化物としてSiO2を添加した系で合成した電極を使用した電解実験を行い、Fe1+δAl2O4電極のフッ化物系に対する不溶性陽極としての利用可能性を検討した。
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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
単一相セラミックスの作製の報告例が少ない，ヘルシナイトFeAl2O4とマンガンアルミニウムスピネルMnAl2O4の固相反応による単一相セラミックスの作製，更に，この両者の中間組成である(Fe1-Mnx)Al2O4固溶体セラミックスの作製法を確立し（この中間組成の化合物，即ち固溶体セラミックスの作製は世界で最初と思われる），その結晶構造，磁気特性等も評価し，学会発表，論文投稿し採択されている．また，高電気抵抗セラミックスの電気伝導性を向上させるためにFeの組成を少し変化させた(Fe1+δ)Al2O4+δ'も作製し，ついで、溶融塩電解の電極として評価するために，大型試料の作製にも取組み．約1cmx1cmx5cmの角柱セラミックスの作製にも成功している．
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は，当初の科研費申請書に記載通り，ヘルシナイトFeAl2O4からNiAl2O4,また，前人未踏のAlのサイトをMnで置換したFe(Al1-xMnx)2O4固溶体等のより合成が困難と思われる化合物粉体の調製と，緻密な焼結体作製および物性評価を行う。また，昨年度作製したヘルシナイト系化合物セラミックスの溶融塩電解電極としての評価を進める。さらに，新規物質の合成に成功した時は，学会発表，論文投稿等も行って行く予定である．
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| 次年度の研究費の使用計画 |
適切に執行した結果，119円残りました
H26年度に使用します．
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