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ガラス構造制御による環境調和型KNbO3結晶化ガラスの創製

通过玻璃结构控制打造环保KNbO3微晶玻璃

基本信息

批准号：
12J10912
负责人：
木岡桂太郎
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Nagaoka University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J10912/
关键词：
ガラス結晶化ガラス KNbO3 KNb03

项目摘要

本研究の研究目的は、優れた非線形光学特性・強誘電性を示すKNbO3を、ガラスの結晶化法により作製することである。KNbO3は、単結晶の育成時やセラミックスの焼結時にK20が揮発し、組成変動が起こるため、合成が非常に困難である。ガラスの結晶化法は、通常のセラミックス焼結法よりも低温・短時間で焼結が可能であるという特長があるが、これを利用することでK20の揮発を抑え、KNbO3を簡便に合成できると考えた。研究実施計画では、KNbO3を効率的に得る手法を確立すること、そして準安定相の結晶構造の解析に焦点を当てていた。平成25年度は、KNbO3の準安定相の核形成が最も盛んに起こる温度を、示差走査熱量計(DSC)を用いて決定した。この結果、40K20-25Nb205-25B203-10A1203のガラス組成において準安定相の核形成は490℃で最大になることを見出した。ガラスの結晶化は、結晶核形成→結晶成長という二段階のプロセスを経る。結晶化ガラスの透明性、配向性などを得るには、これらの結晶化挙動を制御することが重要である。従って、核形成温度を精密に明らかにすることは、所望の結晶化ガラスを設計する上で重要な情報となる。準安定相の構造解析について、配向結晶の観察を、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて行う予定であったが、試料作製の段階でイオンビームによる薄片試料の切り出しを行った際、結晶がアモルファス化してしまい、観察に適した試料が得られなかった。研究活動の一環として予定していた国際学会で研究発表を行った。また、来年度中にこれまで得られたKNbO3の結晶化に関する結果を、国際雑誌に投稿する予定である。

The purpose of this study is to optimize the nonlinear optical properties and strong electrical conductivity of KNbO3 and to prepare the crystals. KNbO3 is very difficult to synthesize when it is crystallized, when it is sintered, when it is unstable, when its composition changes. Crystallization method, ordinary sintering method, low temperature, short time sintering, possibility of using K20, simple synthesis of KNbO3 In this paper, the method of obtaining the efficiency of KNbO3 is established, and the focus of crystal structure analysis of quasi-stable phase is established. In 2015, the core formation of quasi-stable phase of KNbO3 was determined by temperature and differential scanning calorimeter (DSC). The results show that the composition of 40K20 - 25Nb205 - 25B203 - 10A1203 is very stable and the maximum temperature is 490℃. Crystallization, crystal nucleus formation, crystal growth, two-stage crystallization Crystallization transparency, alignment, etc. are important for controlling crystallization behavior. It is important information for precise understanding of the temperature at which the nucleus is formed and for the design of the desired crystallization. Structural analysis of quasi-stable phases, observation of aligned crystals, transmission electron microscopy (TEM), determination of sample preparation stages, sample preparation stages, sample cutting, crystallization, and observation of appropriate samples. The research activities are scheduled for the International Society for Research and Development. The results of the crystallization of KNbO3 in the coming years are expected to be published in international journals.