| 研究課題/領域番号 |
25420703
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
山村 泰久 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (80303337)
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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 | 負の熱膨張 / イオン伝導 / フレームワーク構造 |
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| 研究概要 |
温度上昇と共に熱収縮をする「負の熱膨張材料」は，材料の高度な熱膨張率制御を行うために重要な材料である．なかでもタングステン酸ジルコニウムは1000 Kに渡って等方的な熱収縮を示し，熱膨張制御材料の代表候補として知られている．しかし，こういった化合物は負の熱膨張以外の特徴的な機能を有していないために，応用範囲が限られているのが現状である．本研究の目的は，この現状を打破するために，このような負の熱膨張物質に電気伝導などの機能を付与した物質の開発と，その物性を明らかにすることである．本研究により，伝導材料間界面における熱膨張率の不整合の解消に役立つ負の熱膨張物質の開発が期待される．
本年度は，フレームワーク構造を有する負の熱膨張物質に低価数の陽イオンを導入することによって生じる酸素欠陥を用い，その酸素欠陥の安定化と欠陥量制御による酸素イオン伝導機能の付与について検討を行った．母体の構成陽イオンより低価数の陽イオンで置換した固溶体を合成し，粉末X線回折測定などにより，合成した試料の評価を行った．合成をするための炉の製作も行い，試料の合成条件の最適化をはかった．
合成した試料の物性の評価には，インピーダンス測定が必須である．保有していたインピーダンス測定装置を改良し，よりよいインピーダンス測定が行える装置の開発を行った．これにより測定データの大幅な改善を達成することができた．また，試料の成型や，試料への電極の付着方法を工夫し，よりよい測定データが得るための手法を確立した．
陽イオンの組成を変えた数種の固溶体を作成し，インピーダンス測定を行った．酸化物イオン伝導性を示す結果が得られた．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度に実施する予定であった研究内容のうち，測定試料の合成が成功していることと，製作に時間のかかるインピーダンス測定装置の開発および測定手法の確立に一定の成果が得られたことから，研究の進捗具合はおおむね順調と言える．
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度も研究計画書通りに研究を進める．負の熱膨張物質の組成や置換イオン種を変化させた固溶体試料を合成する．それらの試料の物性測定を行い，得られた知見を試料合成にフィードバックさせる．組成，置換イオン種などのパラメータに基づき測定結果を整理して，試料の機能性の最適化をはかるための指針を検討する．
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