固体電解質超微粒子多結晶体の作製と物性評価

超细多晶固体电解质颗粒的制备及物性评价

基本信息

批准号：
09215234
负责人：
木村啓作
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Himeji Institute of Technology
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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09215234/
关键词：
超微粒子多結晶体イオン伝導固体電解質

项目摘要

ハロゲン化銀などの固体電解質について,よく成長した単結晶よりも粉末を圧結した多結晶体の方が室温付近では高いイオン伝導性を示し,また粉末の比表面積が大きい(粒径が小さい)ほど顕著なイオン伝導性の増大を示す一般的な傾向が知られている。そこで,固体電解質の多結晶体あるいはコンポジット系のイオン伝導性に粒界がどのような影響を与えているかを明らかにすること,また固体電解質を微細粒子化することにより,どこまで室温付近でのイオン伝導度を向上できるかが興味深い課題となる。本研究では、はじめにヨウ化銀を低圧の不活性ガス中で加熱し,原料物質の蒸気を急冷凝集することにより微粒子を得る方法(ガス中蒸発法)を用いて100nmから1μmの大きさのヨウ化銀微粒子の作製をおこない,これを圧結した多結晶体の電気伝導性が粒径にどのように依存するかについて調べた。つぎに液相反応によりヨウ化銀の100nm以下のサイズをもつ超微粒子を作製することを試みた。一般的に液相での超微粒子の作製は極端に低い濃度条件が必要となり実験室のスケール電気伝導度の測定が可能なほどの収量を得ることは困難であるが,水溶液中で二価金属のカルコゲナイドを合成する際にチオール(RSH)を共存させて微結晶の表面を不活性化し結晶成長を制限する方法(チオール不活性化法)によればかなり高濃度の条件でもナノメートルサイズの超微粒子を作製できることが最近報告された.チオールは銀イオンとも強い結合性を持つために,ヨウ化銀の微結晶を生成する際にチオール(RSH)を共存させれば化学反応Ag^++RSH→AgSR+H^+によりAg^+イオンの一部がチオールと結合しAgl結晶の成長を制限することができる。本研究では3-mercapto-1,2-propanediol(RSH=CH_2(OH)CH(OH)CH_2SH)を用いてヨウ化銀微結晶のサイズ制御を試み,得られたコンポジット試料(wurziteとzinc blendeの混合物2)について交流電気伝導度の測定を行った。気相での微粒子作製法のひとつであるガス中蒸発-マトリクス分離法によりヨウ化銀の微粒子を作製した。透過型電子顕微鏡HITACHI,H-8100を用いて中止の形状とサイズについて調べ,粉末X線回折計RIGAKU,RINT-2000により構造を調べた。この方法で作成したものは主成分はzinc blende型に20%位のwurziteが混入していた。粒界における過剰のAg^+イオンの移動が高い伝導度の原因であると考えられた。

对于卤化银等固体电解质，已知通过压实粉末而得到的多晶固体在室温附近比生长良好的单晶具有更高的离子电导率，并且粉末具有更大的比表面积（更小的粒径）。一般趋势显示离子电导率有更明显的增加。因此，我们的目的是阐明晶界对多晶固体电解质或复合体系的离子电导率的影响，以及通过将固体电解质制成更细的颗粒可以在多大程度上提高近室温下的离子电导率。可以提高导电性。在这项研究中，我们首先在低压惰性气体中加热碘化银，然后快速冷却并凝聚原料蒸气以获得细颗粒（气相蒸发法），并研究了氧化银细颗粒的制备过程。通过压实晶粒获得的多晶固体的电导率取决于晶粒尺寸。接下来，我们尝试利用液相反应制造尺寸小于 100 nm 的超细碘化银颗粒。一般来说，在液相中生产超细颗粒需要极低的浓度条件，并且根据其中硫醇(硫醇灭活法)的方法很难获得足够大的产量以在实验室规模上测量电导率。 RSH)在合成硫族化物时共存，使微晶表面失活，限制晶体生长，浓度相当高。最近有报道称，即使在以下条件下也可以产生纳米尺寸的超细颗粒。例如，由于Ag^++RSH→AgSR+H^+的化学反应，部分Ag^+离子与硫醇结合，可以产生纳米尺寸的超细颗粒。限制 Agl 晶体的生长。在本研究中，我们尝试使用3-巯基-1,2-丙二醇（RSH=CH_2(OH)CH(OH)CH_2SH）控制碘化银微晶的尺寸，并获得了复合样品（纤锌矿和闪锌矿）。测量混合物2)的AC电导率。气相分离法蒸发法制备碘化银细颗粒，是气相制备细颗粒的方法之一。使用透射电子显微镜日立H-8100研究不连续性的形状和尺寸，并使用粉末X射线衍射仪RIGAKU RINT-2000研究结构。该方法制备的产品主要成分为闪锌矿，并掺入约20%的纤锌矿。晶界处过量Ag^+离子的移动被认为是高电导率的原因。