酸素イオン伝導性オキシアパタイト型ランタン·シリケートの低温合成プロセス開発と反応機構解析

摘要

多くの興味深い酸素イオン伝導特性が発見される一方で，オキシアパタイト型ランタノイド·シリケートは難焼結性であることが早い段階から問題になっていた．中山らの発見から現在までオキシアパタイト型ランタノイド·シリケートの焼結には1600℃から1800℃の高温が用いられている．このような高い焼結温度はSOFCやセンサーなど固体電解質応用には大きな欠点になる．他方で合成プロセスの選択による低温合成および良焼結性試料製造に関する研究は極めて少ない．さらに全ての試料調整操作を大気中で行うことが可能な水溶液系ゾルーゲル法によるオキシアパタイト型ランタン·シリケートの合成法は開発されていなかった．著者らは新規酸素イオン伝導体であるランタン·シリケートに対して水を用いる低温合成プロセスを適用することで良焼結性粉末調整を可能にすると共に，未だ議論が残されているオキシアパタイト相単相組成と緻密焼結体の酸素イオン伝導特性について検討してきた．本稿では我々が開発した合成プロセスと反応機構について解説する．