強磁場中溶液合成法による結晶配向性圧電材料の開発

强磁场下溶液合成开发晶体取向压电材料

基本信息

批准号：
17760594
负责人：
柳楽知也
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760594/
关键词：
強磁場圧電材料結晶配向セラミックス高分子

项目摘要

本研究では、非磁性であるセラミックス材料を強磁場中溶液合成法により、結晶が一方向に配向した成形体の作製を試みた。錯体重合法およびクエン酸錯体法の場合、前駆体として金属高分子錯体、アルコキシド法の場合、金属水酸化物を形成する。そこで溶液中に分散した前駆体化合物を、強磁場によって配向できる可能性がある。本年度では、圧電材料として有望なLiNbO_3を用いた。錯体重合法を用いた場合、クエン酸を溶解させたエチレングリコール中にLi(NO)_3とNb(C_2H_5O)_5を溶解させた後、昇温して得られたゲル状の金属高分子錯体にイオン交換水を添加し、超音波洗浄により分散させた。この溶液を10Tの磁場中で100℃に保持し、完全に溶媒を揮発させ、石英基板上に堆積させた。これを炉内で800℃、1hで焼成した。X線回折を行ったところLiNbO_3として結晶化していたが、磁場方向と比較して回折強度に差異は見られず、結晶は配向していなことが分かった。クエン酸錯体法を用いた場合でも同様であった。昨年度の結果も勘案して、高分子を磁場中で配向させる場合、高分子鎖に異方性のある構造と約1万以下の低分子量であることが有効であると考えられる。アルコキシド法を用いた場合、窒素雰囲気下でLiOC_2H_5とNb(OC_2H_5)_5をエタノール中に完全に溶解させた。77℃で20h保持の後、イオン交換水を添加し、加水分解させると、クリーム状の水酸化物の沈殿が得られた。この沈殿物を無水エタノール中で分散させ、10Tの磁場中で溶媒を乾燥させた。上と同様に炉中で焼成後、X線回折を行ったが、磁場方向に対して、優位な結晶方位は観察されなかった。界面活性剤の添加やpH濃度の調整により、金属水酸化物の凝集を抑制することが重要であると考えられる。

在这项研究中，我们试图通过使用非磁性陶瓷材料在强磁场中使用溶液合成方法在强磁场中使用溶液合成方法来制造模制体。在复杂的聚合方法和柠檬酸复合方法的情况下，将金属聚合物复合物形成为前体，而对于碱方法，形成了金属氢氧化物。因此，可以通过强磁场将分散在溶液中的前体化合物可能取向。今年，我们将有希望的Linbo_3用作压电材料。当使用复杂的聚合方法时，将LI（NO）_3和NB（C_2H_5O）_5溶解在乙烯乙二醇中，将柠檬酸溶解，然后通过升高温度并通过超声清洁分配而获得凝胶样金属聚合物复合物，然后将离子离子的水添加到凝胶样金属聚合物复合物中。将该溶液保持在100°C的位置，在10T磁场中，完全蒸发溶剂并沉积在石英底物上。这是在800°C的炉子中钙化1小时的。 X射线衍射表明结晶为Linbo_3，但是与磁场方向相比，衍射强度没有差异，发现晶体没有定向。即使使用了柠檬酸盐复杂方法，也是如此。考虑到去年的结果，当在磁场中定向聚合物时，在聚合物链中具有各向异性结构被认为有效，低分子量约为10,000或更少。当使用烷氧化物方法时，在氮气气氛下，LIOC_2H_5和NB（OC_2H_5）_5完全溶解在乙醇中。在77°C下保持20小时后，加入离子交换的水并水解以产生奶油氢氧化物的沉淀。将沉淀物分散在无水乙醇中，并将溶剂干燥在10 t磁场中。尽管X射线衍射是在炉子在炉子中进行的，但如上所述，X射线衍射是进行X射线衍射，但相对于磁场方向而言并不主要是主导。人们认为，通过添加表面活性剂并调节pH浓度来抑制金属氢氧化物的聚集很重要。