イオン伝導性複合酸化物のサブギガヘルツ域での内部摩擦の研究

离子导电复合氧化物亚千兆赫范围内摩擦研究

基本信息

  • 批准号:
    09215219
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 0.58万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
  • 财政年份:
    1997
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1997 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

酸化物イオン伝導体やプロトン伝導体の多くは、結晶構造中に比較的多量の酸素欠陥を含んでいる。酸素欠陥の導入によって格子内の原子・イオンの拡散が促進され、イオン伝導性の向上につながると言われている。内部摩擦測定は、結晶の電子電導性の有無ににかかわらず、物質内のイオンや欠陥のサイト間緩和について緩和時間と活性化エネルギーを測定することができる。この方法によって、格子内のイオン伝導にかかわる原子・点欠陥の運動を調べることは、電場下でのイオンの運動を制御するための指針を得るために重要な基礎的な情報を与える。本研究の成果として、まず内部摩擦測定法のうち数百kHzの測定に適する複合圧電振動子法を検討しこれを比較的小さいサイズの固体イオニクス材料に適用し測定法を確立した。次に、層状物質の(2次元面内で移動する)酸素欠陥緩和の研究のモデル物質としてYBa_2Cu_3O_<7-x>ならびにRBa_2Cu_3O_<7-x>(Rは希土類元素)を使って内部摩擦測定を行いサイト間緩和の速度(緩和時間)を調べ、緩和時間と活性化エンタルピーを測定できた。さらに、実用性の高いZrO_<2->Y_2O_3系固溶体の多結晶ならびに単結晶材料に内部摩擦測定を適用し、酸素欠陥量と方位の異なる場合の疑弾性緩和の観測を行った。3次元空間を移動する酸素欠陥のサイト間緩和について、その結晶方位依存性をまず議論するとともに結晶内の点欠陥量の増大によるイオン移動度の向上効果に結びつく因子を推察した。
许多氧化物离子导体和质子导体在其晶体结构中含有相对大量的氧缺陷。据说氧缺陷的引入促进了晶格内原子和离子的扩散,从而提高了离子电导率。内摩擦测量可以测量材料中离子和缺陷的点对点弛豫的弛豫时间和活化能,无论晶体中有或没有电子导电性。使用这种方法研究晶格内离子传导所涉及的原子和点缺陷的运动,为获得控制电场下离子运动的指导方针提供了重要的基础信息。作为这项研究的结果,我们首先研究了内耗测量方法中适合测量数百kHz的复合压电振动器方法,并建立了一种将其应用于相对较小的固体离子材料的测量方法。接下来,使用YBa_2Cu_3O_<7-x>和RBa_2Cu_3O_<7-x>(R是稀土元素)作为模型材料进行内耗测量,以研究氧缺陷弛豫(在二维平面中移动)。我们能够研究位点间弛豫率(弛豫时间)并测量弛豫时间和活化焓。此外,我们将内耗测量应用于实用性很强的ZrO_<2->Y_2O_3固溶体的多晶和单晶材料,并观察到氧空位数量和取向不同时的伪弹性弛豫。对于三维空间中移动的氧缺陷的位点间弛豫,我们首先讨论了其对晶体取向的依赖性,并推断了由于晶体中点缺陷数量的增加而导致离子迁移率提高的影响因素。 。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
稲垣雅彦、手嶋豊、小澤正邦、鈴木傑: "RBa_2Cu_3Oy(R=Y,Er,Ho,Dy)の内部摩擦" 材料. 48巻7号(印刷中). (1998)
Masahiko Inagaki、Yutaka Teshima、Masakuni Ozawa、Suguru Suzuki:“RBa_2Cu_3Oy(R=Y,Er,Ho,Dy) 的内摩擦”材料,第 48 卷,第 7 期(出版中)。
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    0
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