極めて高い酸素イオン導電率を有する新混合導電性セラミックス群の物性と安定性

具有极高氧离子电导率的新型混合导电陶瓷的物理性能及稳定性

基本信息

项目摘要

高い酵素イオン導電性と電子導電性とを併せもつ,混合導電性酸化物として従来から知られているものは、(La【S_(1-)】)【C_o】【O_(3-δ)】系,Zr【O_2】-Ce【O_2】系など、極く限られている。ところで、酸素イオン導電率を高くする為にはランダムに分布した高濃度酸素欠陥が存在する事が望ましい。また高い電子導電性は原子価が不安定で、混合原子価を取り易い金属イオンを含む材料に期待される。本研究は上述二条件を満す材料としてペロブスカイト型結晶構造をもつものに注目した。前年度にSrFe【O_(2.5〜3.0)】系とBaBi【O_(2.5〜3.0)】系を取り上げたのに引き続き、本年度はLaMu【O_(3-δ)】系と、【La_(1-χ)】【Sr_χ】Co【O_(3-δ)】系の低温での特性とに注目した。LaMu【O_(3±δ)】は従来、プロブスカイト型化合物で唯一の酸素過剰型の不定比組成をもつ系として知られていた。本研究では共犯法を用いた単-相のLaMu【O_(3-δ)】をLa/Mr比を種々に変えた試行錯誤法で作製し、その酸素不定比量を高温熱天びんを用いて500〜1300℃,酸素分在1-【10^(-13)】atmに於て詳細に測定した。その結果、LaMu【O_(3-δ)】系は、La/Mn比が約0.9のとき単-相のペロブスカイト型構造になること,組成は600℃以下,空気中ではほぼ【La_(0.9)】Mn【O_(3.00)】になるが、より高温、又は還元性雰囲気ではδψ0.2程度の大きな不定比組成を示すこと,酸素分圧【10^(-6)】〜【10^(-11)】atmでは【La_(0.9)】Mu【O_(2.85)】という組成になる事などが明らかになった。LaMu【O_3】±δ系には、従来指適されていたような酸素過剰組成は無く、高温では多量の酸素欠損を含むので、良好な混合導電体になっていると考えられる。【La_(1-χ)】【Sr_χ】Co【O_(3-δ)】系は従来から良好な混合導電体として知られているが、本申請者はxz0.7の組成では100℃程度に於てもイオン導電性が顕著であることを示唆する、試料の重量変化現象を見出している。現在、化学拡散測定を進めている。なお、本研究の成果の最終取りまとめは投稿論文等の投稿が終る62年9月ごろに行う予定である。
传统上已知的同时具有高酶离子电导率和电子电导率的混合导电氧化物有(La[S_(1-)])[C_o][O_(3-δ)]体系、Zr[O_2]-Ce[O_2]体系、等都极为有限。另外,为了提高氧离子传导性,优选存在随机分布的高浓度氧缺陷。此外,对于含有化合价不稳定且往往具有混合化合价的金属离子的材料,期望具有高电子传导性。本研究重点关注满足上述两个条件的钙钛矿晶体结构材料。继去年的SrFe[O_(2.5-3.0)]系和BaBi[O_(2.5-3.0)]系之后,今年我们将重点关注LaMu[O_(3-δ)]系和[ La_(1- 我们重点研究了[Sr_χ]Co[O_(3-δ)]体系的低温性能。 LaMu [O_(3±δ)]此前被认为是唯一具有富氧非化学计量组成的钛矿型化合物。本研究采用共犯法,采用不同La/Mr比的试错法制备了单相LaMu[O_(3-δ)],并使用高温测定了非化学计量的氧量。热天平在500-1300℃和氧分布1-[10^(-13)] ATM下进行详细测量。结果表明,当La/Mn比为0.9左右时,LaMu[O_(3-δ)]体系具有单相钙钛矿结构,且成分在600℃以下,在空气中几乎为[La_(0.9) )]Mn[O_(3.00)],但在较高温度下,或在还原气氛中表现出约 δψ0.2 的大非化学计量组成,ATM 中的氧分压 [10^(-6)] ~ [10^(-11)] [La_(0.9)] Mu[O_ (2.85)]。 LaMu[O_3]±δ体系不具有常规使用的富氧成分,并且在高温下含有大量氧空位,因此被认为是良好的混合导体。 [La_(1-χ)][Sr_χ]Co[O_(3-δ)]体系长期以来被认为是良好的混合导体,但申请人报告称,其组成为xz0.7,我们还发现样品重量发生变化的现象,表明离子电导率很重要。目前正在进行化学扩散测量。这项研究成果的最终汇编预计在1962年9月左右完成,届时提交的论文等的提交工作也将完成。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Junichiro Mizusaki: J.Solid State Chem.(1987)
水崎润一郎:《固体化学杂志》(1987)
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Junichiro Mizusaki: J.Solid State Chem.
水崎润一郎:J.Solid State Chem。
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    0
  • 作者:
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柳田博明 他: "ファインセラミックス辞典" 技報堂, (1987)
Hiroaki Yanagida 等人:《精细陶瓷辞典》Gihodo,(1987 年)
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水崎純一郎: 日本化学会第53秋季年会講演予稿集【I】. 263 (1986)
Junichiro Mizusaki:日本化学会第 53 届秋季年会论文集 [I]。
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下山淳一: 日本化学会第53秋季年会講演予稿集【I】. 263 (1986)
Junichi Shimoyama:日本化学会第 53 届秋季年会论文集 [I]。
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