超高温用固体電解質の創製とその相安定性

超高温固体电解质的制备及其相稳定性

• 批准号: 08229216
• 负责人: 吉村 昌弘
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tokyo 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: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08229216/
• 关键词: ジルコニア; イットリア; ニオブ酸化物; 蛍石型固溶体; 相平衡; イオン伝導; 格子定数; ラマン分光

ジルコニア・ハフニア・希土類酸化物・あるいはニオブやタンタルの酸化物は、それらの二元系あるいは三元系において蛍石型あるいはその関連構造を持つ固溶体を生成する。これらの固溶体は新しい高温用固体電解質として極めて有用であるが、それらの生成域、安定性、構造変化などが明らかになっていない。本研究ではこれらの系において、まず組成が均一な試料の合成、X線や中性子線回折による構造解析、マラン散乱による酸素の配列の解明、インピーダンス測定によるイオン伝導度の測定を行った。それらの成果は以下の通りである。1)YwO_3-Nb_2O_5系における蛍石型固溶体相の生成と特性X線回折により格子定数を調べた結果、蛍石型相の固溶域は1700℃で20-27.5mol% Nb_2O_5であり、それ以下では約2.5mol%までC型Y_2O_3相との共存、それ以上では約50mol%までYNbO_4相との共存となった。これらの相関係はラマン分光分析によっても確認された。イオン伝導度はこれらの相関係に依存し、蛍石型相の割合が増えるに従って増大した。特に20mol%Nb_2O_5組成で最大となった。2)ZrO_2-Y_2O_3系における正方相、立法相の生成域X線回折により見積もられた軸率C/aはYO_<1.5>の濃度増加と共に減少し、14mol%で不連続的に=1になる。そのため多くの既往の研究でここから立方相であると考えられていた。しかしながら中性子線回折あるいはラマン分光によるとさらに高濃度の18-10mol%までは酸素の位置だけが変位し、軸率が=1である正方相(t″)であることが明らかとなった。Yに限らず他の希土類Nd,Sm,ErあるいはYbでも同様に正方相と立方相の境界は18-20mol%にあることが示された。

ジ ル コ ニ ア · ハ フ ニ ア acidification content, soil types, あ る い は ニ オ ブ や タ ン タ ル の acidification は, そ れ ら の binary system あ る い は に ternary お い て 蛍 stone type あ る い は そ の masato even construct を hold つ solid solution を generated す る. New し こ れ ら の solid solution は い high temperature with solid electrolyte と し て extremely め て useful で あ る が, そ れ ら の field generated, stability, structural variations な ど が Ming ら か に な っ て い な い. This study で は こ れ ら の is に お い て, ま ず composition が な uniform sample の synthesis, X-ray や temper line back in the fold に よ る structure parsing, マ ラ ン scattered に よ る acid element の match column の uttered, イ ン ピ ー ダ ン ス determination に よ る イ オ ン 伝 conductance の line measurement を っ た. Youdaoplaceholder0 それら results である the following である is the same as である である. 1) YwO_3 - Nb_2O_5 に お け る 蛍 の stone type solid solution phase generated と characteristic X-ray inflexion に よ り lattice constant を adjustable べ た results, 蛍 stone forms の は 1700 ℃ solution domain で 20-27.5 mol % Under Nb_2O_5 で あ り, そ れ で は 2.5 mol % ま で C Y_2O_3 phase と の coexistence, そ れ above で は about 50 mol % ま で YNbO_4 phase と の coexistence と な っ た. <s:1> れら れら れら correlation system ラ ラ ラ によって spectrophotometric analysis によって れら confirmation された. The <s:1> <s:1> 伝 conductance えるに従って れら れら <s:1> phase relationship に dependence <s:1> and 蛍 lithiform phase <s:1> combination が increase えるに従って increase た た. The composition of に20mol%Nb_2O_5 is で maximum となった. 2) ZrO_2 - department of Y_2O_3 に お け る tetragonal phase, legislative phase field generated の X-ray inflexion に よ り see product も ら れ た axial ratio C/a は YO_ < 1.5 > の concentration rights と に reducing し, 14 mol % で not even 続 に = 1 に な る. Youdaoplaceholder0 ため ため many く <e:1> previous <s:1> studies で ら ら ら cubic phase であると examination えられて た た た た. し か し な が ら temper line back in the fold あ る い は ラ マ ン spectral に よ る と さ ら に high-concentration の 18 to 10 mol % ま で は acid element position の だ け が - し, axial ratio が = 1 で あ る tetragonal phase (t) "で あ る こ と が Ming ら か と な っ た. Y に limit ら ず he の greek-turkish Nd, Sm and Er あ る い は Yb で も with others に tetragonal phase と cubic phase の realm は 18-20 mol % に あ る こ と が shown さ れ た.

项目成果

Masatomo Yashima: "Determination of Tetragonal-cubic Phes Boundary of Zr1-xRxO2-x/2(R=Nd,Sm,Y,Er and Yb) Raman Scattering" J.Phys.Chem.Solids. 57. 17-24 (1996)

Masatomo Yashima：“Zr1-xRxO2-x/2(R=Nd、Sm、Y、Er 和 Yb) 拉曼散射的四方立方 Phes 边界的测定”J.Phys.Chem.Solids。

Masatomo Yashima: "Formation of Metastable Tetragonal(t′,t″),γ1-and γ2-Forms by Quenching of the HfO2-RO1.5 Melts(R=Gd,Y and Yb)" J.Phys.Chem.Solids. 57. 289-295 (1996)

Masatomo Yashima：“通过淬火 HfO2-RO1.5 熔体（R=Gd、Y 和 Yb）形成亚稳态四方晶系 (t′,t″)、γ1-和 γ2-形式”J.Phys.Chem.Solids。 57. 289-295 (1996)

Masatomo Yashima: "Thermodynamic Assessment of the Zirconia-Urania System" J.Am.Ceram.Soc.79. 521-524 (1996)

Masatomo Yashima：“氧化锆-铀系统的热力学评估”J.Am.Ceram.Soc.79。

Masatomo Yashima: "Synthesis of Metastable Tetragonal(t′) Zirconia-Calcia Solutions by Pyrolysis of Organic Precursors and Coprecipitation Route" J.Mater.Res.11. 1410-1420 (1996)

Masatomo Yashima：“通过有机前体热解和共沉淀路线合成亚稳态四方（t′）氧化锆-钙溶液”J.Mater.Res.11（1996）。

Masatomo Yashima: "Metastable-stable Phse Diagrams in the Zirconia-containing Systems Utilized in Solid-oxide Fuel Cell Application" Solid State Ionics. 86-88. 1131-1149 (1996)

Masatomo Yashima：“固体氧化物燃料电池应用中使用的含氧化锆系统中的亚稳态相图”固态离子学。