メカニカルアロイングにより得たPbWO_4系イオン伝導体の欠陥構造の解析

机械合金化PbWO_4基离子导体缺陷结构分析

基本信息

批准号：
13750776
负责人：
高井茂臣
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Tottori University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

PbWO_4はPbの一部をLaで置換すると酸化物イオン伝導性が発現する.Laの置換にはPb_<1-x>La_xWO_<4+x/2>およびPb_<1-x>La_<2x/3>WO_4の2種類があり,前者は格子間酸化物イオンを,後者は陽イオン空孔を形成する.これらの物質はメカニカルアロイング(MA)法によっても調製可能であり,Pb_<1-x>La_<2x/3>WO_4系ではMA試料でも焼結体でも同様の粉末密度を示したものの,Pb_<1-x>La_xWO_<4+x/2>系ではMA法で調製した試料の粉末密度は焼結体のものよりも低いものであった.昨年度は焼結体の中性子回折実験を行い,格子間酸化物イオンの位置を決定するとともに,FT-IR,熱容量測定,誘電緩和測定等により,調製法の違いによる欠陥構造の相違について議論した.本年度はMA試料の中性子回折実験を行い占有率から欠陥構造を議論するとともに,同型のPbMoO_4系酸化物イオン伝導体についてもMA法によって調製できることを示し,粉末密度測定やFT-IRによって欠陥構造を議論した.Pb_<1-x>La_xWO_<4+x/2>系について中性子回折を行い,Rietveld法により各サイトの占有率を調べたところ,Pbサイトの占有率が他のサイトのものに比べて低下していた.EDXによる組成分析では出発組成からのずれはなく,PbやLaの偏析が見られないことから,Pbは単独あるいは酸化物として灰重石型の結晶格子付近にアモルファス的に広く分散している可能性があった.またWとMoは類似した性質を示すことから,PbMoO_4についても焼結法およびMA法でLaを置換した系を合成し,イオン伝導性や欠陥構造について調べた.その結果Mo酸塩でも焼結体では酸化物イオン伝導性が発現することが明らかになり,また粉末密度測定およりFT-IR測定から,焼結体およびMA試料のいずれもW酸塩の場合と同様の欠陥構造を示すことがわかった.

PbWO_4当Pb的一部分被La取代时表现出氧化物离子导电性。对于La取代，Pb_<1-x>La_xWO_<4+x/2>和Pb_<1-x>La_<2x/3>有两种类型WO_4，前者是插页式这些材料也可以通过机械合金化(MA)方法制备，并且在Pb_<1-x>La_<2x/3>WO_4体系中，MA样品却被烧结。本体也表现出类似的粉末密度。但对于Pb_<1-x>La_xWO_<4+x/2>体系，MA法制备的样品粉末密度低于烧结体。去年，烧结体的中子衍射实验进行以确定间隙氧化物离子的位置。我们利用FT-IR、热容测量、介电弛豫测量等讨论了由于不同制备方法导致的缺陷结构的差异。今年，我们对MA样品进行了中子衍射实验，并从占有率系统氧化物中讨论了缺陷结构。离子结果表明，MA方法也可以制备导体，并通过粉末密度测量和在Pb_<1-x>La_xWO_<4+x/2>系统上进行中子衍射来讨论缺陷结构。，并使用 Rietveld 方法研究了每只犀牛的缺陷结构。当研究Pb位点的占有率时，发现Pb位点的占有率低于其他位点的占有率，通过EDX进行的成分分析显示与起始成分没有偏差，并且没有观察到Pb或La的偏析。因此，Pb单独或以氧化物形式存在于白钨矿中。此外，由于W和Mo表现出相似的性质，因此我们使用烧结法和MA法合成了用PbMoO_4代替La的系统。关于离子电导率和缺陷结构。结果表明，即使使用Mo盐，在烧结体中也观察到氧化物离子传导性，并且粉末密度测量和FT-IR测量表明，烧结体和MA样品均在烧结体中显示氧化物离子传导性。发现缺陷结构与盐的缺陷结构相似。