紫外ラマン散乱による相変態の新しいその場観察法

利用紫外拉曼散射原位观察相变的新方法

• 批准号: 10875122
• 负责人: 垣花 眞人
• 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 Exploratory Research
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10875122/
• 关键词: 紫外ラマン散乱; 相変態; 熱輻射; 高温その場観察; ジルコニア; ハフニア; ペロブスカイト; 相転移; ラマン散乱; 紫外励起

セラミックス材料の特性、物性、組織の制御にとって、その構造を高温でその場観察することは非常に重要である。高温での相変態、とくに酸素の微小な変異を伴う無拡散相変態を研究することは、高温材料のセラミックスの特異的な物性や、あるいは材料設計をする上で非常に重要な課題である。そこで、本研究では、紫外光を用いたラマン散乱によるセラミックスの相変態の新しいその場観察法を開発することを目的とした。本研究において、(1)検出効率、操作性、汎用性を向上させた新型紫外ラマン分光システムを試作し、(2)空気中で汎用性の高い超高温(2000℃)ラマン散乱用電気炉の試作を行った。そして、従来困難であった空気中で約2000℃における高温ラマン散乱実験を行い、材料の構造変化をその場で観察することに成功した。セラミックスの分野で相の同定や相変態の観測手段として頻繁に使われるX線回折と異なり、紫外ラマン散乱による本新システムでは、酸素位置の微妙な変位を伴うジルコニア系あるいはハフニア系高温材料の高温での相変態を観測する有力な手法である。このことを証明するために、約1800℃付近に相変態温度のあるハフニア系セラミックスに本システムを適用し、熱輻射による影響のない質の高いラマンスペクトルを高温で得ることに成功し、相変態を明確に観測することができた。このように、セラミック材料の特性、物性、組織の制御にとって重要である、構造を高温でその場観察することが可能な新しい手法に開発することに成功した。

の セ ラ ミ ッ ク ス material properties, physical properties and organize の suppression に と っ て, そ の high temperature structural を で そ の field 観 examine す る こ と は very important で に あ る. - state, high temperature で の phase と く に acid element の tiny な - different を with う without を research company, dispersion phase - state す る こ と は, high temperature materials の セ ラ ミ ッ ク ス の specific な や property, あ る い は material design を す る で very important な に on subject で あ る. そ こ で, this study で は, uv を い た ラ マ ン scattered に よ る セ ラ ミ ッ ク ス の phase state - new し の い そ の field 観 examine method を open 発 す る こ と を purpose と し た. This study に お い て, (1) 検 the working rate, operational, domestic sexual を upward さ せ た new uv ラ マ ン spectral シ ス テ ム を attempt し, (2) in the empty 気 で domestic high の い ultra high temperature (2000 ℃) ラ マ ン scattered の try electricity 気 furnace line を っ た. そ し て, difficulty 従 to で あ っ た で about 2000 ℃ in air 気 に お け る high-temperature ラ マ ン scattered be 験 を line い, material の construction - を そ の field で す was 観 る こ と に successful し た. セ ラ ミ ッ ク ス の eset の で phase with fixed や - state の 観 measuring means と し て に frequently make わ れ る X-ray inflexion と different な り, ultraviolet ラ マ ン scattered に よ る this new シ ス テ ム で の subtle な は, acid element position - a を with う ジ ル コ ニ ア department あ る い は ハ フ ニ ア の is high temperature materials, で の phase - state を 観 measuring す る powerful な gimmick で あ る. こ の こ と を prove す る た め に pay nearly に phase - state, about 1800 ℃ temperature の あ る ハ フ ニ ア department セ ラ ミ ッ ク ス に this シ ス テ ム を し, thermal radiation に よ る influence の な high い い qualitative の ラ マ ン ス ペ ク ト ル を high-temperature で must る こ と に し success, phase - を clear に 観 measuring す る こ と が で き た. こ の よ う に, セ ラ ミ ッ の ク material properties, physical properties and organize の suppression に と っ て important で あ る, high temperature structural を で そ の field 観 examine す る こ と が may な new し い gimmick に open 発 す る こ と に successful し た.

项目成果

W.S.Cho,M.Kakihana: "Characterization of S_<i3>N_4/SiC nanocomposite by Raman scattering and XP5"Journal of Alloys and Compounds. 285. 255-259 (1999)

W.S.Cho，M.Kakihana：“通过拉曼散射和 XP5 表征 S_N_4/SiC 纳米复合材料”合金与化合物杂志。

J.Ma: "Synthesis of ZrO_2-Y_6WO_<12> solid solution powders by a polymerized complex method" Journal of Materials Research. 13・4. 939-943 (1998)

J.Ma：“通过聚合复合法合成ZrO_2-Y_6WO_<12>固溶体粉末”，材料研究杂志13・4（1998）。

H.Fujimori,M.Kakihana: "In situ ultraviolet Raman study of the phase transition of hafnia up to 2085K"Journal of American Ceramic Society. (発表予定).

H. Fujimori、M. Kakihana：“2085K 以下氧化铪相变的原位紫外拉曼研究”美国陶瓷学会杂志（待出版）。

八島正知: "Internal clistortion in ZrO_2-CeC_2 Soled Solutions : Neutron and high-reselution X-ray diffrention study" Applied Physics Letters. 72・2. 182-184 (1998)

Masatomo Yashima：“ZrO_2-CeC_2 溶液中的内部折射：中子和高分辨率 X 射线衍射研究”应用物理快报 72・2（1998）。

J.-H.Lee: "Ionic conductivity of fluorite-structured solid solution Y_<0.8>Nb_<0.2>O_<1.7>" Solid State Ionics. 107. 47-51 (1998)

J.-H.Lee：“萤石结构固溶体 Y_<0.8>Nb_<0.2>O_<1.7> 的​​离子电导率”固态离子学。