規則化メソ孔を有する結晶性チタン酸バリウム自立膜の液相界面合成

液相界面合成有序介孔结晶钛酸钡自支撑薄膜

• 批准号: 12750607
• 负责人: 下岡 弘和
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750607/
• 关键词: ゾル-ゲル法; チタン酸バリウム; 自立膜; 気-液界面; 周期的メソ孔; 室温合成; ナノ構造; 高濃度前駆体溶液

本研究は,代表的な強誘電体材料であるBaTiO_3のナノスケールにおける新しい組織・形態制御技術の開拓を目指したものである.本研究では,ゾル-ゲル法を基本とし,気-液界面の2次元面内で前駆体分子(BaイオンとTi(OR)_x(OH)_y(OTi)_z(x+y+z=6)からなるクラスター)を自己組織化させて様々な鋳型分子が展開した界面上で自立膜を成長させる独自のアプローチによりナノ構造BaTiO_3自立膜の合成を試みたものである.研究期間内に得られた成果は次の通りである.1.界面上への展開溶液として用いたBa, Tiアルコキシド溶液中の前駆体分子構造を明らかにした^<3)>.溶液内では,メタノールおよび2-メトキシェタノール混合溶媒と配位子交換反応,キレート形成反応により,Ba/Ti=1で分子内にTiO_6八面体構造を有するヘテロニ金属アルコキシドBa(OMe)_4(0Et)(OEeOMe)が生成することを明らかにした.また,高濃度の溶液とすることでイオン解離を極めて抑制することができ,化学量論比組成のBaTiO_3ゲル膜の生成に有効であることがわかった.さらに,前駆体分子構造の特徴から,加水分解反応と重縮合反応によってBaTiO_3結晶を生成しやすい理由について考察した.2.緻密なナノ構造BaTiO_3自立膜作製では,ゲル膜中に存在するメソ孔を粒成長を伴わずに消去することが問題である.1で述べた高濃度前駆体溶液から得られたBaTiO_3モノリシックゲルでは,問題となるメソ孔が焼成過程において粗大化せず,結果として透光性を示すBaTiO_3セラミックスが得られることが明らかとなった.

This research focuses on the development of new tissue and shape control technology, which is a representative strong dielectric material, BaTiO_3のナノスケールにおける. Research on the basic とし of the ゾル-ゲル method, the 2-dimensional in-plane でfront body molecule at the 気-liquid interface (BaイオンとTi(OR)_x(OH)_y(OTi)_z(x+ y+z=6)からなるクラスター)を自organizedさせて様々な鋳 type moleculeがDevelop the self-standing film on the interface and grow independently のアプローチによりナノstructure The synthesis of BaTiO_3 self-standing films was carried out during the research period. The results were obtained during the research period. 1. The solution was developed on the interface and the BaTiO_3 was used. The molecular structure of the former body in the Tiアルコキシド solution is the same as beforeール mixed solvent and ligand exchange reaction, キレート formed reaction により, Ba/Ti=1, intramolecular TiO_6 octahedral structure, there is a するヘテロNi metal アルコキシドBa(OMe)_4(0Et)(OEeOMe)がGeneration and high concentration solution The とすることでイオン dissociation is extremely effective and the することができ, the stoichiometric composition of the BaTiO_3 ゲル film is effectively generated.かった.さらに, の特徴から of the molecular structure of the former body, water decomposition and reaction, heavy condensation and reaction, reason for the formation of BaTiO_3 crystalについてInvestigation した.2.Dense なナノstructure BaTiO_3 self-standing membrane was produced. The pores in the にに film were eliminated during grain growth.することがquestion である.1で说べたHigh concentration pre-body solutionからgetられたBaTiO_3モノリシックゲルでは,question となるメソThe process of pore firing is coarsening, and the result is light transmittance. aTiO_3セラミックスが得られることが明らかとなった.

项目成果

H.Shimooka: "Preparation of Translucent Barium Titanate Ceramics from Sol-Gel Derived Transparent Monolithic Gels"Journal of Materials Chemistry. 10・7. 1511-1512 (2000)

H. Shimooka：“由溶胶-凝胶衍生的透明整体凝胶制备半透明钛酸钡陶瓷”材料化学杂志 10・7 1511-1512 (2000)。

H.Shimooka: "Synthesis of Free-standing Crystalline Barium Titanate Films at Vapor/Liquid or Liquid/Liquid Interface"Journal of Sol-Gel Science and Technology. 19. 749-752 (2000)

H.Shimooka：“在气/液或液/液界面合成独立晶体钛酸钡薄膜”溶胶-凝胶科学与技术杂志。

下岡弘和: "メタノール/2-メトキシェタノール混合溶媒を用いて合成した高濃度Ba, Tiアルコキシド溶液中におけるヘテロニ金属アルコキシドの構造"日本セラミックス協会学術論文誌. 109・1. 60-65 (2001)

Hirokazu Shimooka：“使用甲醇/2-甲氧基己醇混合溶剂合成的高浓度Ba、Ti醇盐溶液中的异金属醇盐的结构”日本陶瓷学会杂志109・1（2001）。

下岡弘和: "メタノール/2-メトキシエタノール混合溶媒を用いて合成した高濃度Ba、Tiアルコキシド溶液中におけるヘテロ二金属アルコキシドの構造"日本セラミックス協会学術論文誌. 109・1. 60-65 (2001)

Hirokazu Shimooka：“使用甲醇/2-甲氧基乙醇混合溶剂合成的高浓度Ba、Ti醇盐溶液中的异二金属醇盐的结构”日本陶瓷学会杂志109・1（2001）。