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巨大機能物性セラミックスの設計と創製

巨型功能物理陶瓷的设计与创作

基本信息

批准号：
10895015
负责人：
桑原誠
金额：
$ 1.98万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本企画調査研究は、ZnOセラミックスのバリスタ特性やBaTiO_3半導体セラミックスに見られる正の抵抗温度係数(PTCR)特性のような、巨大な機能物性の発現様式の類型化と機構の解明を基に、新規な巨大物性を発現するセラミックスの設計と創製を目的として、下記の4つのグループに分けて遂行された。以下に得られた成果の一部を記す。1) 巨大機能物性の発現機構調査: ビスマス層状構造強誘電体(例えば、PbBi_4Ti_4O_<15>)における巨大異方性電子物性の発現機構に関する研究と調査から、高導電性ペロブスカイト層と強誘電性ペロブス力イト層が交互に積層した層状構造を持つ材料の設計が可能で、そのような材料に巨大な異方性を示す強誘電・圧電体材料の創製が可能であることを示した。2) 巨大機能物性発現機構の設計: イオン伝導体に分散剤として絶縁体を添加するとその導電性が増大することが知られていたが、絶縁体マトリックス(例えば、Al_2O_3)にイオン伝導体(例えば、AgI)を複合させたときも同様の効果が見られることを明らかにし、巨大イオン伝導性を発現する三次元集積メソ材料の構造設計を行った。また、特定構造材料の高速創製を可能とする局所ポテンシャルを利用した巨大化学反応場という全く新しい設計概念を提案した。3) 界面誘起巨大機能物性調査: 高温超伝導体RBa_2CU_3O_<7-δ>(R=希土類元素)セラミックス線材に通電すると、線材上の一点が赤熱するホットスポット現象を見出した。この現象は試料抵抗の酸素分圧依存性と密接に関係しており、この現象の発現に関連した巨大かつ特異な非線形電流-電圧が粒子界面(表面)誘起型の物性であることを明らかにした。4) 巨大機能物性の創製と応用調査: 直径10-20μmのBaTiO_3半導体セラミックス細線に形成された単一粒界が、室温でゲージファクタ>10_7の巨大なピエゾ抵抗効果を示すことを見出した。この巨大なピエゾ抵抗効果を用いた超高感度圧力センサの開発の可能性を示した。

This project investigates the characteristics of ZnO セラミックスのバリスタBaTiO_3 semiconductor セラミックスに见られる正のresistant temperature coefficient (PTCR) characteristics of のような, giant machine The typification of the physical properties of energy, the explanation of the mechanism, and the new rules of the huge physical properties.ミックスのDesign and creationをPurposeとして、下注の4つのグループに分けてexecutionされた. The following is a record of the results of the project. 1) Research on the discovery of huge functional physical properties: ビスマスLayered Structure Strong Dielectric (Ex. えば, PbBi_4Ti_4O_<15>) におけるJu Large Anisotropy Electronic Properties Research and Investigation Laboratory, High Conductivity Laboratory Materials High Strength It is possible to design the electromagnetic power and the interaction between the layers of the electrostatic layer and the layered structure to maintain the material. The huge anisotropy of うな materials means that it is possible to create strong dielectric and high-pressure materials. 2) The design of the huge functional and physical property display mechanism:イオン伝 Conductor Dispersion Coating知られていたが、Jue縁体マトリックス(egえば、Al_2O_3)にイオン伝Conductor (e.g., AgI) and composite materialかにし, huge イオン伝guidance を発 appear するthree-dimensional accumulation メソ material のstructural design を行った. It is possible to create high-speed production of specific structural materials by using a huge chemical reaction field and a new design concept proposed by the Bureau of Chemical Engineering. 3) The interface induces huge functional physical properties investigation: The high-temperature superconductor RBa_2CU_3O_<7-δ> (R=rare earth element) is a wire that is electrified, and a point on the wire is red hot, which is a phenomenon that appears. The dependence of sample resistance on acid element pressure distribution and the close relationship between the phenomenon and the phenomenon of the phenomenon are related Large specific non-linear current-electric pressure and particle interface (surface) induced physical properties are used. 4) Investigation into the creation and application of huge functional physical properties: BaTiO_3 semiconductor セラミックス thin wire with a diameter of 10-20μm forms a single grain boundaryが, room temperature でゲージファクタ>10_7の huge なピエゾ resistance effect をshow すことを见出した. The resistance effect of the huge なピエゾ is revealed by using the いたsuper high-sensitivity pressure force センサの开発の possibility.