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論文

High oxide-ion conductivity in Si-deficient La$$_{9.565}$$(Si$$_{5.826}$$[]$$_{0.174}$$)O$$_{26}$$ apatite without interstitial oxygens due to the overbonded channel oxygens

藤井 孝太郎*; 八島 正知*; 日比野 圭祐*; 白岩 大裕*; 福田 功一郎*; 中山 享*; 石沢 伸夫*; 花島 隆泰*; 大原 高志

Journal of Materials Chemistry A, 6(23), p.10835 - 10846, 2018/06

 被引用回数:12 パーセンタイル:61.53(Chemistry, Physical)

Apatite-type rare earth silicates are attractive materials with exhaust application such as solid-oxide fuel cells, due to its extremely high oxide-ion conductivity below 600$$^{circ}$$C. Interstitial (excess) oxygens have been believed to be responsible for the high conductivity in apatite-type materials. On the contrary, the present study clearly reveals the presence of Si vacancies [] in La-rich La$$_{9.565}$$(Si$$_{5.826}$$[]]$$_{0.174}$$)O$$_{26}$$ instead of the interstitial oxygens, by single-crystal neutron and X-ray diffraction analyses, density measurements and ${{it ab initio}}$ electronic calculations.

論文

Structural changes of ZrO$$_{2}$$-CeO$$_{2}$$ solid solutions around the monoclinic-tetragonal phase boundary

八島 正知*; 廣瀬 輝夫*; 片野 進; 鈴木 康雄*; 垣花 眞人*; 吉村 昌弘*

Physical Review B, 51(13), p.8018 - 8025, 1995/04

 被引用回数:105 パーセンタイル:96.94(Materials Science, Multidisciplinary)

Zr$$_{1-x}$$CexO$$_{2}$$固溶体(x=0, 0.02, 0.05, 0.08, 0.10, 0.12, 0.15)の単斜相(P2$$_{1}$$/c)と正方晶(P4$$_{2}$$/nmc)の結晶構造を高分解能中性子回折実験により調べた。この結果、CeO$$_{2}$$濃度の増加とともに、単斜相の格子定数a, b, cは増大し、角度$$beta$$は減少した。この増加はZr$$^{4+}$$のイオン半径に比べて、 Ce$$^{4+}$$のイオン半径が大きいことによる。またCe濃度の増加とともに、陽イオン(Zr, Ce)の原子座標xとyは減少し、zは増大する。一方酸素原子の座標xは増大するが、y, zはほとんど変化しない。CeO$$_{2}$$濃度の増加に伴う$$beta$$角の減少と原子座標の変化は、単斜相の構造が正方晶の構造に近づいていくことを示している。

口頭

Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$の結晶構造・相転移・熱膨張挙動; 高分解能高温放射光X線回折による解析

橋本 拓也*; 尾本 和樹*; 佐々木 一哉*; 寺井 隆幸*; 星野 毅; 八島 正知*

no journal, , 

Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$は日本におけるITERテストブランケットモジュール(TBM)に装荷するトリチウム増殖材料の候補材料として選定されている。本材料はITER運転中において高温に曝されるため、高温での結晶構造や相転移を把握することは、TBM内での各種特性の挙動評価を行ううえで非常に重要なことである。そこで、本研究では放射光を用いた高温X線回折測定を実施し、Li$$_{2}$$TiO$$_{3}$$の熱膨張及び相転移挙動の解析を行った。CuK$$alpha$$線を用いた回折測定と比較して、放射光を用いた回折測定ではシグナルが高S/N比で半値幅が狭く、K$$alpha$$2線の寄与がないため、高精度の構造解析が可能となった。放射光X線回折データの反射の位置より算出したLi$$_{2}$$TiO$$_{3}$$の格子定数・モル体積の温度変化より、450$$^{circ}$$Cで格子定数及びモル体積の温度依存性に変化があることが明確に観測され、高次相転移の存在が示唆された。

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