希土類硫化物の物性に関する研究

稀土硫化物物性研究

• 批准号: 03J01304
• 负责人: 太田 道広
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Muroran Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J01304/
• 关键词: 希土類硫化物; 熱電材料; 電気・電子材料; 硫化反応; 機能性セラミックス; 素材精製; 加圧焼結; スパッタリング; 熱電変換材料; 粉末合成; 成形・焼結; 組織制御; 相変態

1.チオシアン酸アンモニウム(NH_4CNS)を用いた希土類硫化物の合成昨年度までは、二硫化炭素と希土類酸化物を反応させることによって、希土類硫化物を合成していた。この方法は、大きなギブスエネルギー利得のため低温・短時間の合成が可能である一方、二硫化炭素の分解に起因した炭素が、不純物として合成粉末に残留する問題を抱えていた。そこで、本年度は、ニコラエフ無機化学研究所(ロシア)との共同研究として、チオシアン酸アンモニウムを用いた新しい合成手法の開発を試みた。チオシアン酸アンモニウムを200℃で熱したときに放出したガスと、希土類酸化物を反応させることにより、不純物炭素をほとんど含有しない高純度希土類硫化物の合成に成功した。TG(示差熱天秤)-MS(質量分析計)分析によると、チオシアン酸アンモニウムは、150℃くらいの温度から、強い硫化作用を有する二硫化炭素と硫化水素ガスのほかに、アンモニアガスを放出することがわかった。アンモニアガスの優れた脱炭効果により、試料の高純度化が促進したものと考えられる。2.二硫化炭素(CS_2)ガス硫化法によるLn_2S_3(Ln=Gd,Dy)の作製とその熱電特性新規熱電材料の探索を目的として、Gd2S3とDy2S3の作製と特性向上を行った。これらの酸化物Ln_2O_3粉末を、1248Kの温度で、二硫化炭素と反応させることによって、斜方晶の結晶構造を有するLn_2S_3の粉末を合成した。この粉末を、1450K程度の温度で加圧焼結すると、緻密な焼結体を得ることができることを見出した。その際、結晶構造は立方晶へと相変態していた。さらに、Ln_2S_3合成粉末とLnH_3を混合した粉末を加圧反応焼結することにより、硫黄欠損の試料を作製することにも成功した。硫黄を欠損させることにより、キャリア濃度が増加し、立方晶Ln_2S_3焼結体の熱電特性が劇的に向上した。

1. The synthesis of rare earth sulfides using carbon disulfide and rare earth acids (NH_4CNS). This method is aimed at solving the problem of carbon disulfide decomposition, carbon impurity and synthetic powder residue. This year, the Institute of Inorganic Chemistry conducted joint research on the development of new synthetic methods for the use of organic acids. The synthesis of rare earth sulfides with high purity was successfully carried out at 200℃. TG(differential thermal balance)-MS(mass analyzer) analysis of carbon disulfide, sulfur dioxide, sulfur dioxide. The best decarbonization effect and the high purity of the sample are promoted. 2. A New Method for the Preparation and Thermoelectric Properties of Carbon Disulfide (CS_2) by Sulfurization Method Ln_2S_3(Ln=Gd,Dy) Ln_2S_3 powders were synthesized at 1248K, 1248K, 1248K. The powder was sintered at a temperature of 1450K, and the sintered compact was obtained. The crystal structure is cubic crystal phase. Ln_2S_3 powder and LnH_3 powder were mixed and sintered under high pressure. The sulfur content in sintered Ln_2S_3 increased, and the thermoelectric properties of sintered Ln_2S_3 increased.

项目成果

Thermoelectric Properties of Titanium-, Zirconium-, Hafnium-, and Alkali-Metal-Doped Lanthanum Sesquisulfides with Th_3P_4 Type Structure

Th_3P_4型结构钛、锆、铪和碱金属掺杂三硫化镧的热电性能

• 发表时间: 2004
• 期刊: Proceedings of the 23rd International Conference on Thermoelectrics
• 作者: M.Ohta;S.Hirai;Z.Ma;T.Nishimura;Y.Uemura;K.Shimakage
• 通讯作者: K.Shimakage

Thermoelectric properties and phase stability of La10S14O

La10S14O的热电性能和相稳定性

• 发表时间: 2005
• 作者: M. Ohta;S. Hirai;H. Kato;H. Asahi
• 通讯作者: H. Asahi

Preparation of Silk-Hydroxyapatite Composite and the Evaluations

丝-羟基磷灰石复合材料的制备及性能评价

• 发表时间: 2005
• 期刊: Archives of BioCeramics Research 5巻
• 作者: Keisuke Kamimura et al.;太田 道広;金子 淳
• 通讯作者: 金子 淳

Michihiro Ohta: "Influence of phase on thermoelectric properties in lanthanum sesquisulfide doped with titanium"Proceedings of 22nd International Conference on Thermoelectrics. 316 (2003)

Michihiro Ohta：“相对钛掺杂三硫化二镧热电性能的影响”第 22 届国际热电会议论文集。

Michihiro Ohta: "Preparation of R_2S_3(R:La,Pr,Nd,Sm) powders by sulfurization of oxide powders using CS_2 gas"Journal of Alloys and Compounds. 校閲終了掲載待ち.

Michihiro Ohta：“使用CS_2气体硫化氧化物粉末制备R_2S_3(R:La,Pr,Nd,Sm)粉末”《合金与化合物》杂志等待校对出版。