JP4729700B2 - Dyドープナノセリア系焼結体 - Google Patents
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- Fuel Cell (AREA)
Description
焼結体については、直流3端子法で、700℃において-3.4S/cm)を持ち、その
低い導電率ゆえ、実用上有用な材料であるとは考えられていなかった。
カチオンとアニオンの電荷のバランスから決定される酸素欠陥量を表す)となるように混合するか、または(Dy1-aSra)xCe1-xO2-δ(ただし、0.10≦a≦0.3、0.10≦x≦0.30、δはカチオンとアニオンの電荷のバランスから決定される酸素欠陥量を表す)となるように、ディスプロシウム(Dy)硝酸塩とセリウム硝酸塩またはDy硝酸塩、Sr硝酸塩とセリウム硝酸塩を混合し、この混合溶液と沈殿剤として炭酸アンモニウムを、(炭酸アンモニウム水溶液濃度)/(M硝酸塩水溶液濃度)、(MはDyまたはDy+Srを表す)のモル比が5から10になるように混合して、Ce1-xMx(NH3)y(CO3)z・H2OまたはCe1-x(M1-aSra)x(NH3)y(CO3)z・H2O(ただし、0.05≦x≦0.3、0.05≦y≦1、0.05≦z≦2および)で表されるセリウムアンモニウムカーボネートを沈殿させた後に、熟成を60℃以上80℃以下の温度で行い、洗浄後、400℃以上650℃以下の温度において酸素気流中、仮焼することで、平均粒径20ナノメーター以上50ナノメーター以下の球状粒子を作成し、1000℃以下の温度で焼結することで、相対密度の95%以上の相対密度を持ち、700℃における直流3端子法における導電率が、-1(S/cm)以上であることを特徴とする、高電導性Dyドープナノセリア系焼結体の製造方法。
構造、すなわち原料物質であるSrやDyなどの酸化物に由来する、ホタル石結晶構造以
外の構造の、アルカリ土類や希土類を含んだ構造のものが混在すると、最終生成物の伝導
特性を著しく低下させることから好ましくない。
また、本発明における焼結体は、その平均粒子径が100nm以下でなければならない。
平均粒子径が100nmを上回り1ミクロン程度の場合には、粒界がかえって大きな抵抗要素となり、焼結体内部の導電特性を低下させ、導電率は低下するので好ましくない。
以上のべたように、化学組成、焼結体粒子径、および焼結体密度のすべての条件を満たすことによって、はじめて、従来にない高い導電特性である、700℃において-1(S
/cm)以上の値が得られることが明らかにされた。
好ましくない。
本発明に得られた沈殿物質は、沈殿生成後に水洗しなければならず、水洗を行わないと沈殿物質中に不純物が残存し、仮焼粉末の凝集を引き起こすために好ましくない。水洗の回数に特に制限はないが、3回以上の水洗を行うことで、ほぼ完全に不純物を除去できるので、3回以上の水洗を行うことが好ましい。
組成がDy0.2Ce0.8O1.9になるように、出発原料として、0.20モル/リットル
の硝酸セリウム(純度99.99%)及び0.05モル/リットルの硝酸ディスプロシウム(純度99.9%)を用いて、硝酸ディスプロシウム水溶液と炭酸アンモニウム水溶液のモル比が、8となるように炭酸アンモニウム水溶液を調製し、出発原料混合水溶液中に炭酸アンモニウム水溶液を毎分1ミリ・リットルの速度で滴下して沈殿を作製した。炭酸アンモニウム滴下終了後、65℃の温度で、1時間熟成を行った。
引き続き、空気中700℃の温度で1時間仮焼してセリア系化合物粉末を作成し、ホタル石単一の結晶相からなることをX線回折試験により確認した。図1には、X線回折試験による結晶相の同定結果を示す。得られた仮焼粉末は、平均粒子径が30ナノメーターの球状粒子であった。
間、空気中において焼結を行った。得られた焼結体は、理論密度の99%にまで高密度化しており、焼結体表面には大きな空孔は認められず、ち密化が進んでいることが分かった。得られた焼結体は、平均粒子径が90ナノメーターであり、直流3端子法により、700℃において測定した導電率は、-0.8(S/cm)と高い値を示した。実施例1の結
果を表1、表2に示した。
組成がDy0.1Ce0.9O1.95になるように、出発原料として、0.20モル/リットルの硝酸セリウム(純度99.99%)及び0.022モル/リットルの硝酸ディスプロシウム(純度99.9%)を用いて、硝酸ディスプロシウム水溶液と炭酸アンモニウム水溶液のモル比が、9となるように炭酸アンモニウム水溶液を調製し、出発原料混合水溶液中に炭酸アンモニウム水溶液を毎分1ミリ・リットルの速度で滴下して沈殿を作製した。炭酸アンモニウム滴下終了後、60℃の温度で、1時間熟成を行った。こうして得られた沈殿は水洗処理とろ過を3回繰り返したのち、乾燥窒素ガス中において乾燥し、前駆体粉末を作製した。得られた前駆体粉末の化学分析結果から、その組成は、Ce0.9Dy0.1(NH3)0.1(CO3)1.24・H2Oであった。前駆体粉末は引き続き、空気中600℃の温度で1時間仮焼してセリア系化合物粉末を作成し、図1同様に、ホタル石単一の結晶相からなることをX線回折試験により確認した。得られた仮焼粉末は、平均粒子径が30ナノメーターの球状粒子であった。
間、空気中において焼結を行った。得られた焼結体は、理論密度の99%にまで高密度化しており、焼結体表面には大きな空孔は認められず、ち密化が進んでいることが分かった。得られた焼結体は、平均粒子径が90ナノメーターであり、直流3端子法により、700℃において測定した導電率は、-0.9(S/cm)と高い値を示した。本実施例においても結果を表1、表2に示した。
配合がDy0.28Ce0.78O1.86になるように、出発原料として、0.20モル/リットルの硝酸セリウム(純度99.99%)及び0.056モル/リットルの硝酸ディスプロシウム(純度99.9%)を用いて、硝酸ディスプロシウム水溶液と炭酸アンモニウム水
溶液のモル比が、8になるように炭酸アンモニウム水溶液を調製し、出発原料混合水溶液中に炭酸アンモニウム水溶液を毎分1ミリ(リットルの速度で滴下して沈殿を作製した。
炭酸アンモニウム滴下終了後、65℃の温度で、1時間熟成処理を行った。こうして得られた沈殿は水洗処理とろ過を3回繰り返したのち、乾燥窒素ガス中において乾燥し、前駆体粉末を作製した。得られた前駆体粉末の化学分析結果から、その組成は、Ce0.72Dy0.28(NH3)0.28(CO3)1.4・H2Oであった。前駆体粉末は引き続き、空気中600℃の温度で1時間仮焼してセリア系化合物粉末を得た。仮焼粉末は実施例1同様、ホタル石単一の結晶相からなることをX線回折試験により確認した。得られた仮焼粉末の平均粒子径は、35ナノメーターであり、実施例1同様の球状粒子であった。
間、空気中において焼結を行った。こうして得られた焼結体は、実施例1同様、理論密の99%にまで高密度化しており、焼結体表面には大きな空孔は認められず、ち密化が進んでいることが分かった。
得られた焼結体は、平均粒子径が80ナノメーターであり、直流3端子法により、700℃において測定した導電率は、-0.6(S/cm)と高い値を示した。
本実施例の結果を表1、表2に示した。
組成がDy0.2Ce0.8O1.9になるように、出発原料として、0.20モル/リットル
の硝酸セリウム(純度99.99%)及び0.05モル/リットルの硝酸ディスプロシウム(純度99.9%)を用いて、硝酸ディスプロシウム水溶液と炭酸アンモニウム水溶液のモル比が、6となるように炭酸アンモニウム水溶液を調製し、出発原料混合水溶液中に炭酸アンモニウム水溶液を毎分1ミリ・リットルの速度で滴下して沈殿を作製した。炭酸アンモニウム滴下終了後、75℃の温度で、1時間熟成を行った。こうして得られた沈殿は水洗処理とろ過を3回繰り返したのち、乾燥窒素ガス中において乾燥し、前駆体粉末を作製した。得られた前駆体粉末の化学分析結果から、その組成は、Ce0.8Dy0.2(NH3)0.2(CO3)1.8・H2Oであった。前駆体粉末は引き続き、空気中450℃の温度で
12時間仮焼してセリア系化合物粉末を作成し、図1同様に、ホタル石単一の結晶相からなることをX線回折試験により確認した。得られた仮焼粉末は、平均粒子径が25ナノメーターの球状粒子であった。
、空気中において焼結を行った。得られた焼結体は、理論密度の96%にまで高密度化しており、焼結体表面には大きな空孔は認められず、ち密化が進んでいることが分かった。
得られた焼結体は、平均粒子径が85ナノメーターであり、直流3端子法により、700℃において測定した導電率は、-0.8(S/cm)と高い値を示した。
本実施例の結果を表1、表2に示した。
組成が(Dy0.8Sr0.2)0.175Ce0.825O1.79になるように、出発原料として、0.20モル/リットルの硝酸セリウム(純度99.99%)、0.028モル/リットルの硝酸ディスプロシウム(純度99.9%)及び0.007モル/リットルの硝酸ストロンチウムを用いて、(硝酸ディスプロシウム水溶液+硝酸ストロンチウム水溶液の合計)のモル数と炭酸アンモニウム水溶液のモル比が、7となるように炭酸アンモニウム水溶液を調製し、出発原料混合水溶液中に炭酸アンモニウム水溶液を毎分1ミリ・リットルの速度で滴下して沈殿を作製した。炭酸アンモニウム滴下終了後、62℃の温度で、1時間熟成を行った。こうして得られた沈殿は水洗処理とろ過を3回繰り返したのち、乾燥窒素ガス中において乾燥し、前駆体粉末を作製した。得られた前駆体粉末の化学分析結果から、その組成は、Ce0.825(Dy0.9Sr0.1)0.175(NH3)0.18(CO3)1.6・H2Oであっ
た。前駆体粉末は引き続き、空気中600℃の温度で1時間仮焼してセリア系化合物粉末を作成し、図1同様に、ホタル石単一の結晶相からなることをX線回折試験により確認した。得られた仮焼粉末は、平均粒子径が25ナノメーターの球状粒子であった。
、空気中において焼結を行った。得られた焼結体は、理論密度の95%にまで高密度化しており、焼結体表面には大きな空孔は認められず、ち密化が進んでいることが分かった。
得られた焼結体は、平均粒子径が85ナノメーターであり、直流3端子法により、700℃において測定した導電率は、-0.7(S/cm)と高い値を示した。
本実施例の結果を表1、表2に示した。
配合が(Dy0.85Sr0.15)0.175Ce0.825O1.79になるように、出発原料として、0.20モル/lの硝酸セリウム(純度99.99%)、0.029モル/lの硝酸ディスプロシウム(純度99.9%)及び0.0052モル/lの硝酸ストロンチウムを用いて、(硝酸ディスプロシウム水溶液+硝酸ストロンチウム水溶液の合計)のモル数と炭酸アンモニウム水溶液のモル数比が、9になるように炭酸アンモニウム水溶液を調製し、出発原料混合水溶液中に炭酸アンモニウム水溶液を毎分1ミリリットルの速度で滴下して沈澱を作製した。炭酸アンモニウム滴下終了後、60℃の温度で、1時間熟成処理を行った。こうして得られた沈殿は水洗処理とろ過を3回繰り返したのち、乾燥窒素ガス中において乾燥し、前駆体粉末を作製した。得られた前駆体粉末の化学分析結果から、その組成は、Ce0.825(Dy0.85Sr0.15)0.175(NH3)0.18(CO3)1.24・H2Oであった。前駆体粉末は引き続き、空気中600℃の温度で1時間仮焼してセリア系化合物粉末を得た。仮焼粉末は実施例1同様、ホタル石単一の結晶相からなることをX線回折試験により確認した。また仮焼粉末の平均粒子径は35ナノメーターであり、実施例1同様の球状粒子であった。
間、空気中において焼結を行ったところ、得られた焼結体は、実施例1同様、理論密度の99%にまで高密度化しており、焼結体表面には大きな空孔は認められず、ち密化が進んでいることが分かった。
得られた焼結体は、平均粒子径が90ナノメーターであり、直流3端子法により、700℃において測定した導電率は、-0.6(S/cm)と高い値を示した。
本実施例の結果を表1、表2に示した。
配合が(Dy0.75Sr0.25)0.175Ce0.825O1.79になるように、出発原料として、.20モル/lの硝酸セリウム(純度99.99%)、0.026モル/lの硝酸ディスプロシウム(純度99.9%)及び0.0087モル/lの硝酸ストロンチウムを用いて、(硝酸ディスプロシウム水溶液+硝酸ストロンチウム水溶液の合計)のモル数と炭酸アンモニウム水溶液のモル数比が、6になるように炭酸アンモニウム水溶液を調製し、出発原料混合水溶液中に炭酸アンモニウム水溶液を毎分1ミリリットルの速度で滴下して沈殿を作製した。炭酸アンモニウム滴下終了後、75℃の温度で、1時間熟成処理を行った。こうして得られた沈殿は水洗処理とろ過を3回繰り返したのち、乾燥窒素ガス中において乾燥し、前駆体粉末を作製した。得られた前駆体粉末の化学分析結果から、その組成は、Ce0.825(Dy0.75Sr0.25)0.175(NH3)0.18(CO3)1.8・H2Oであった。前駆体粉末は引き続き、空気中450℃の温度で12時間仮焼してセリア系化合物粉末を得た。仮焼粉末は実施例1同様、ホタル石単一の結晶相からなることをX線回折試験により確認した。また仮焼粉末の平均粒子径は30ナノメーターであり、実施例1同様の球状粒子であった。
、空気中において焼結を行ったところ、得られた焼結体は、実施例1同様、理論密度の99%にまで高密度化しており、焼結体表面には大きな空孔は認められず、ち密化が進んでいることが分かった。
得られた焼結体は、平均粒子径が90ナノメーターであり、直流3端子法により、700℃において測定した導電率は、-0.6(S/cm)と高い値を示した。
本実施例の結果を表1、表2に示した。
配合が(Dy0.8Sr0.2)0.15Ce0.85O1.79になるように、出発原料として、0.20モル/lの硝酸セリウム(純度99.99%)、0.027モル/lの硝酸ディスプロシウム(純度99.9%)及び0.006モル/lの硝酸ストロンチウムを用いて、(硝酸ディスプロシウム水溶液+硝酸ストロンチウム水溶液の合計)のモル数と炭酸アンモニウム水溶液のモル数比が、8になるように炭酸アンモニウム水溶液を調製し、出発原料混合水溶液中に炭酸アンモニウム水溶液を毎分1ミリリットルの速度で滴下して沈殿を作製した。炭酸アンモニウム滴下終了後、65℃の温度で、1時間熟成処理を行った。こうして得られた沈殿は水洗処理とろ過を3回繰り返したのち、乾燥窒素ガス中において乾燥し、
前駆体粉末を作製した。得られた前駆体粉末の化学分析結果から、その組成は、Ce0.85
(Dy0.8Sr0.2)0.15(NH3)0.15(CO3)1.4・H2Oであった。前駆体粉末は引き続き、空気中600℃の温度で2時間仮焼してセリア系化合物粉末を得た。仮焼粉末は実施例1同様、ホタル石単一の結晶相からなることをX線回折試験により確認した。また仮焼粉末の平均粒子径は35ナノメーターであり、実施例1同様の球状粒子であった。
間、空気中において焼結を行ったところ、得られた焼結体は、実施例1同様、理論密度の98%にまで高密度化しており、焼結体表面には大きな空孔は認められず、ち密化が進んでいることが分かった。得られた焼結体は、平均粒子径が85ナノメーターであり、直流3端子法により、700℃において測定した導電率は、-0.5(S/cm)と高い値を
示した。
本実施例の結果を表1、表2に示した。
配合が(Dy0.8Sr0.2)0.25Ce0.75O1.79になるように、出発原料として、0.20モル/lの硝酸セリウム(純度99.99%)、0.04モル/lの硝酸ディスプロシウム(純度99.9%)及び0.01モル/lの硝酸ストロンチウムを用いて、(硝酸ディスプロシウム水溶液+硝酸ストロンチウム水溶液の合計)のモル数と炭酸アンモニウム水溶液のモル数比が、8になるように炭酸アンモニウム水溶液を調製し、出発原料混合水溶液中に炭酸アンモニウム水溶液を毎分1ミリリットルの速度で滴下して沈殿を作製した。炭酸アンモニウム滴下終了後、65℃の温度で、1時間熟成処理を行った。こうして得られた沈殿は水洗処理とろ過を3回繰り返したのち、乾燥窒素ガス中において乾燥し、前駆体粉末を作製した。得られた前駆体粉末の化学分析結果から、その組成は、Ce0.85(Dy0.8Sr0.2)0.15(NH3)0.15(CO3)1.4・H2Oであった。前駆体粉末は引き続き、空気中450℃の温度で12時間仮焼してセリア系化合物粉末を得た。仮焼粉末は実施例1同様、ホタル石単一の結晶相からなることをX線回折試験により確認した。また仮焼粉末の平均粒子径は25ナノメーターであり、実施例1同様の球状粒子であった。
、空気中において焼結を行ったところ、得られた焼結体は、実施例1同様、理論密度の96%にまで高密度化しており、焼結体表面には大きな空孔は認められず、ち密化が進んで
いることが分かった。
得られた焼結体は、平均粒子径が80ナノメーターであり、直流3端子法により、700℃において測定した導電率は、-0.5(S/cm)と高い値を示した。
本実施例の結果を表1、表2に示した。
配合がDy0.05Ce0.95O1.9になるように、出発原料として、0.20モル/リット
ルの硝酸セリウム(純度99.99%)及び0.01モル/リットルの硝酸ディスプロシウム(純度99.9%)を用いて、硝酸ディスプロシウムの混合水溶液と炭酸アンモニウム水溶液のモル比が、8となるように炭酸アンモニウム水溶液を調製し、出発原料混合水溶液中に炭酸アンモニウム水溶液を毎分1ミリリットルの速度で滴下して沈殿を作製した
。炭酸アンモニウム滴下終了後、60℃の温度で、1時間熟成を行った。こうして得られた沈殿は水洗処理とろ過を3回繰り返したのち、乾燥窒素ガス中において乾燥し、前駆体粉末を作製した。得られた前駆体粉末の化学分析結果から、その組成は、Ce0.95Dy0.05(NH3)0.05(CO3)1.4・H2Oであった。前駆体粉末は引き続き、空気中600℃の温度で1時間仮焼してセリア系化合物粉末を得た。仮焼粉末は実施例1同様に、ホタル石単一の結晶相からなることをX線回折試験により確認した。また仮焼粉末の平均粒子径は30ナノメーターであり、実施例1同様の球状粒子であった。
間、空気中において焼結を行ったところ、得られた焼結体は、実施例1同様、理論密度の97%にまで高密度化しており、焼結体表面には大きな空孔は認められず、ち密化が進んでいることが分かった。
得られた焼結体は、平均粒子径が85ナノメーターであったが、直流3端子法により、700℃において測定した導電率は、-2.1(S/cm)と低い値を示した。本比較例
の結果を表3、表4に示した。
配合がDy0.4Ce0.6O1.95になるように、出発原料として、0.20モル/リットルの硝酸セリウム(純度99.99%)及び0.08モル/リットルの硝酸ディスプロシウム(純度99.9%)を用いて、硝酸ディスプロシウムの混合水溶液と炭酸アンモニウム水溶液のモル比が、8となるように炭酸アンモニウム水溶液を調製し、出発原料混合水溶液中に炭酸アンモニウム水溶液を毎分1ミリリットルの速度で滴下して沈殿を作製した。炭酸アンモニウム滴下終了後、60℃の温度で、1時間熟成を行った。こうして得られた沈殿は水洗処理とろ過を3回繰り返したのち、乾燥窒素ガス中において乾燥し、前駆体粉末を作製した。得られた前駆体粉末の化学分析結果から、その組成は、Ce0.6Dy0.4(NH3)0.4(CO3)1.4・H2Oであった。前駆体粉末は引き続き、空気中600℃の温
度で1時間仮焼してセリア系化合物粉末を得た。仮焼粉末は実施例1同様に、ホタル石単一の結晶相からなることをX線回折試験により確認した。また仮焼粉末の平均粒子径は30ナノメーターであり、実施例1同様の球状粒子であった。
間、空気中において焼結を行ったところ、得られた焼結体は、実施例1同様、理論密度の99%にまで高密度化しており、焼結体表面には大きな空孔は認められず、ち密化が進んでいることが分かった。
得られた焼結体は、平均粒子径が85ナノメーターであったが、直流3端子法により、700℃において測定した導電率は、-2.5(S/cm)と低い値を示した。本比較例
の結果を表3、表4に示した。
配合がDy0.2Ce0.8O1.9になるように、出発原料として、0.20モル/リットル
の硝酸セリウム(純度99.99%)及び0.04モル/リットルの硝酸ディスプロシウム(純度99.9%)を用いて、硝酸ディスプロシウムの混合水溶液と炭酸アンモニウム水溶液のモル比が、8となるように炭酸アンモニウム水溶液を調製し、出発原料混合水溶液中に炭酸アンモニウム水溶液を毎分1ミリリットルの速度で滴下して沈殿を作製した。炭酸アンモニウム滴下終了後、60℃の温度で、1時間熟成を行った。こうして得られた沈殿は水洗処理とろ過を3回繰り返したのち、乾燥窒素ガス中において乾燥し、前駆体粉末を作製した。得られた前駆体粉末の化学分析結果から、その組成は、Ce0.8Dy0.2(NH3)0.2(CO3)1.4・H2Oであった。前駆体粉末は引き続き、空気中600℃の温
度で1時間仮焼してセリア系化合物粉末を得た。仮焼粉末は実施例1同様に、ホタル石単一の結晶相からなることをX線回折試験により確認した。また仮焼粉末の平均粒子径は3
0ナノメーターであり、実施例1同様の球状粒子であった。
間、空気中において焼結を行ったところ、得られた焼結体は、実施例1同様、理論密度の99%にまで高密度化しており、焼結体表面には大きな空孔は認められず、ち密化が進んでいることが分かった。得られた焼結体は、平均粒子径が420ナノメーターであり、直流3端子法により、700℃において測定した導電率は、-3.4(S/cm)と低い値
を示した。本比較例の結果を表3、表4に示した。
配合がDy0.2Ce0.8O1.9になるように、出発原料として、0.20モル/リットル
の硝酸セリウム(純度99.99%)及び0.04モル/リットルの硝酸ディスプロシウム(純度99.9%)を用いて、硝酸ディスプロシウムの混合水溶液と炭酸アンモニウム水溶液のモル比が、8となるように炭酸アンモニウム水溶液を調製し、出発原料混合水溶液中に炭酸アンモニウム水溶液を毎分1ミリリットルの速度で滴下して沈殿を作製した。炭酸アンモニウム滴下終了後、90℃の温度で、1時間熟成を行った。こうして得られた沈殿は水洗処理とろ過を3回繰り返したのち、乾燥窒素ガス中において乾燥し、前駆体粉末を作製した。得られた前駆体粉末の化学分析結果から、その組成は、Ce0.8Dy0.2(NH3)0.2(CO3)1.4・H2Oであった。前駆体粉末は引き続き、空気中600℃の温
度で1時間仮焼してセリア系化合物粉末を得た。仮焼粉末は実施例1同様に、ホタル石単一の結晶相からなることをX線回折試験により確認した。また仮焼粉末の平均粒子径は140ナノメーターであり、粒子が凝集した会合粒子であった。
間、空気中において焼結を行ったところ、得られた焼結体の密度は、理論密度の91%であり、焼結体表面には空孔が認められ、ち密化が十分には進んでいないことが分かった。得られた焼結体は、平均粒子径が230ナノメーターであり、直流3端子法により、700℃において測定した導電率は、-2.8(S/cm)と低い値を示した。本比較例の結
果を表3、表4に示した。
配合がDy0.2Ce0.8O1.9になるように、出発原料として、0.20モル/リットル
の硝酸セリウム(純度99.99%)及び0.04モル/リットルの硝酸ディスプロシウム(純度99.9%)を用いて、硝酸ディスプロシウムの混合水溶液と炭酸アンモニウム水溶液のモル比が、8となるように炭酸アンモニウム水溶液を調製し、出発原料混合水溶液中に炭酸アンモニウム水溶液を毎分1ミリリットルの速度で滴下して沈殿を作製した。炭酸アンモニウム滴下終了後、40℃の温度で、1時間熟成を行った。こうして得られた沈殿は水洗処理とろ過を3回繰り返したのち、乾燥窒素ガス中において乾燥し、前駆体粉末を作製した。得られた前駆体粉末の化学分析結果から、その組成は、Ce0.8Dy0.2(NH3)0.2(CO3)1.4・H2Oであった。前駆体粉末は引き続き、空気中600℃の温
度で1時間仮焼してセリア系化合物粉末を得た。仮焼粉末は実施例1同様に、ホタル石単一の結晶相からなることをX線回折試験により確認した。また仮焼粉末の平均粒子径は100ナノメーターであり、球状粒子粒子が凝集した会合粒子であった。
間、空気中において焼結を行ったところ、得られた焼結体の密度は、理論密度の89%であり、焼結体表面には空孔が認められ、ち密化が進んでいないことが分かった。得られた焼結体は、平均粒子径が260ナノメーターであり、直流3端子法により、700℃において測定した導電率は、-2.6(S/cm)と低い値を示した。本比較例の結果を表3
、表4に示した。
配合がDy0.2Ce0.8O1.9になるように、出発原料として、0.20モル/リットル
の硝酸セリウム(純度99.99%)及び0.04モル/リットルの硝酸ディスプロシウム(純度99.9%)を用いて、硝酸ディスプロシウムの混合水溶液と炭酸アンモニウム水溶液のモル比が、8となるように炭酸アンモニウム水溶液を調製し、出発原料混合水溶液中に炭酸アンモニウム水溶液を毎分1ミリリットルの速度で滴下して沈殿を作製した。炭酸アンモニウム滴下終了後、60℃の温度で、1時間熟成を行った。こうして得られた沈殿は水洗処理とろ過を3回繰り返したのち、乾燥窒素ガス中において乾燥し、前駆体粉末を作製した。得られた前駆体粉末の化学分析結果から、その組成は、Ce0.8Dy0.2(NH3)0.2(CO3)1.4・H2Oであった。前駆体粉末は引き続き、空気中900℃の温
度で1時間仮焼してセリア系化合物粉末を得た。仮焼粉末は実施例1同様に、ホタル石単一の結晶相からなることをX線回折試験により確認した。また仮焼粉末の平均粒子径は230ナノメーターであり、粒子が凝集した会合粒子であった。
間、空気中において焼結を行ったところ、得られた焼結体の密度は、理論密度の83%であり、焼結体表面には空孔が認められ、ち密化が進んでいないことが分かった。得られた焼結体は、平均粒子径が270ナノメーターであり、直流3端子法により、700℃において測定した導電率は、-3.3(S/cm)と低い値を示した。本比較例の結果を表3
、表4に示した。
配合がDy0.2Ce0.8O1.9になるように、出発原料として、0.20モル/リットル
の硝酸セリウム(純度99.99%)及び0.04モル/リットルの硝酸ディスプロシウム(純度99.9%)を用いて、硝酸ディスプロシウムの混合水溶液と炭酸アンモニウム水溶液のモル比が、8となるように炭酸アンモニウム水溶液を調製し、出発原料混合水溶液中に炭酸アンモニウム水溶液を毎分1ミリリットルの速度で滴下して沈殿を作製した。炭酸アンモニウム滴下終了後、60℃の温度で、1時間熟成を行った。こうして得られた沈殿は水洗処理とろ過を3回繰り返したのち、乾燥窒素ガス中において乾燥し、前駆体粉末を作製した。得られた前駆体粉末の化学分析結果から、その組成は、Ce0.8Dy0.2(NH3)0.2(CO3)1.4・H2Oであった。前駆体粉末は引き続き、空気中600℃の温
度で1時間仮焼してセリア系化合物粉末を得た。仮焼粉末は実施例1同様に、ホタル石単一の結晶相からなることをX線回折試験により確認した。また仮焼粉末の平均粒子径は210ナノメーターであり、粒子が凝集した会合粒子であった。
間、空気中において焼結を行ったところ、得られた焼結体の密度は、理論密度の81%であり、焼結体表面には空孔が認められ、ち密化が十分に進んでいないことが分かった。得られた焼結体は、平均粒子径が280ナノメーターであり、直流3端子法により、700℃において測定した導電率は、-3.1(S/cm)と低い値を示した。本比較例の結果
を表3、表4に示した。
配合がDy0.2Ce0.8O1.9になるように、出発原料として、0.20モル/リットル
の硝酸セリウム(純度99.99%)及び0.04モル/リットルの硝酸ディスプロシウム(純度99.9%)を用いて、硝酸ディスプロシウムの混合水溶液と炭酸アンモニウム水溶液のモル比が、15となるように炭酸アンモニウム水溶液を調製し、出発原料混合水溶液中に炭酸アンモニウム水溶液を毎分1ミリリットルの速度で滴下して沈殿を作製した。炭酸アンモニウム滴下終了後、60℃の温度で、1時間熟成を行った。こうして得られ
た沈殿は水洗処理とろ過を3回繰り返したのち、乾燥窒素ガス中において乾燥し、前駆体粉末を作製した。得られた前駆体粉末の化学分析結果から、その組成は、Ce0.8Dy0.2(NH3)0.2(CO3)2.63・H2Oであった。前駆体粉末は引き続き、空気中300℃の温度で1時間仮焼してセリア系化合物粉末を得た。仮焼粉末は非晶質からなることをX線回折試験により確認した。また仮焼粉末の平均粒子径は15ナノメーターであり、球状粒子からなるものであった。
間、空気中において焼結を行ったところ、得られた焼結体は、理論密度の78%の密度を有するものであり、焼結体表面には大きな空孔が認められ、ち密化が十分には進んでいないことが分かった。得られた焼結体は、平均粒子径が85ナノメーターであり、直流3端子法により、700℃において測定した導電率は、-3.1(S/cm)と低い値を示し
た。本比較例の結果を表3、表4に示した。
配合が(Dy0.95Sr0.05)0.175Ce0.825O1.81になるように、出発原料として、0.20モル/リットルの硝酸セリウム(純度99.99%)、0.033モル/リットルの硝酸ディスプロシウム(純度99.9%)及び0.0017モル/リットルの硝酸ストロンチウムを用いて、(硝酸ディスプロシウム水溶液+硝酸ストロンチウム水溶液の合計)のモル数と炭酸アンモニウム水溶液のモル数比が、8となるように炭酸アンモニウム水溶液を調製し、出発原料混合水溶液中に炭酸アンモニウム水溶液を毎分1ミリリットルの速度で滴下して沈殿を作製した。炭酸アンモニウム滴下終了後、60℃の温度で、1時間熟成を行った。こうして得られた沈殿は水洗処理とろ過を3回繰り返したのち、乾燥窒素ガス中において乾燥し、前駆体粉末を作製した。得られた前駆体粉末の化学分析結果から、その組成は、Ce0.825(Dy0.95Sr0.05)0.175(NH3)0.175(CO3)1.4・H2
Oであった。前駆体粉末は引き続き、空気中600℃の温度で1時間仮焼してセリア系化合物粉末を得た。仮焼粉末は図1同様、ホタル石型結晶相からなることをX線回折試験により確認した。また仮焼粉末の平均粒子径は40ナノメーターであり、球状粒子からなるものであった。
、空気中において焼結を行ったところ、得られた焼結体は、理論密度の98%の密度を有するものであり、焼結体表面には大きな空孔が認められず、ち密化が十分に進んでいることが分かった。得られた焼結体は、平均粒子径が96ナノメーターであったが、直流3端子法により、700℃において測定した導電率は、-1.9(S/cm)と低い値を示し
た。本比較例の結果を表3、表4に示した。
配合が(Dy0.9Sr0.1)0.175Ce0.825O1.92になるように、出発原料として、0.20モル/リットルの硝酸セリウム(純度99.99%)、0.031モル/リットルの硝酸ディスプロシウム(純度99.9%)及び0.0035モル/リットルの硝酸ストロンチウムを用いて、(硝酸ディスプロシウム水溶液+硝酸ストロンチウム水溶液の合計)のモル数と炭酸アンモニウム水溶液のモル数比が、8となるように炭酸アンモニウム水溶液を調製し、出発原料混合水溶液中に炭酸アンモニウム水溶液を毎分1ミリリットルの速度で滴下して沈殿を作製した。炭酸アンモニウム滴下終了後、60℃の温度で、1時間熟成を行った。こうして得られた沈殿は水洗処理とろ過を3回繰り返したのち、乾燥窒素ガス中において乾燥し、前駆体粉末を作製した。得られた前駆体粉末の化学分析結果から、その組成は、Ce0.825(Dy0.9Sr0.1)0.175(NH3)0.175(CO3)1.4・H2Oで
あった。前駆体粉末は引き続き、空気中900℃の温度で1時間仮焼してセリア系化合物粉末を得た。仮焼粉末は図1同様、ホタル石型結晶相からなることをX線回折試験により確認した。また仮焼粉末の平均粒子径は120ナノメータ-であり、球状粒子からなるも
のであった。
間、空気中において焼結を行ったところ、得られた焼結体は、理論密度の78%の密度を有するものであり、焼結体表面には大きな空孔が認められ、ち密化が十分に進んでいないことが分かった。得られた焼結体は、平均粒子径が160ナノメーターであり、直流3端子法により、700℃において測定した導電率は、-3.5(S/cm)と低い値を示し
た。本比較例の結果を表3、表4に示した。
配合が(Dy0.9Sr0.1)0.175Ce0.825O1.92になるように、出発原料として、0.20モル/リットルの硝酸セリウム(純度99.99%)、0.031モル/リットルの硝酸ディスプロシウム(純度99.9%)及び0.0035モル/リットルの硝酸ストロンチウムを用いて、(硝酸ディスプロシウム水溶液+硝酸ストロンチウム水溶液の合計)のモル数と炭酸アンモニウム水溶液のモル数比が、15となるように炭酸アンモニウム水溶液を調製し、出発原料混合水溶液中に炭酸アンモニウム水溶液を毎分1ミリリットルの速度で滴下して沈殿を作製した。炭酸アンモニウム滴下終了後、90℃の温度で、1時間熟成を行った。こうして得られた沈殿は水洗処理とろ過を3回繰り返したのち、乾燥窒素ガス中において乾燥し、前駆体粉末を作製した。得られた前駆体粉末の化学分析結果から、その組成は、Ce0.825(Dy0.9Sr0.1)0.175(NH3)0.175(CO3)2.63・H2Oであった。前駆体粉末は引き続き、空気中600℃の温度で1時間仮焼してセリア系化合物粉末を得た。仮焼粉末は図1同様、ホタル石型結晶相からなることをX線回折試験により確認した。また仮焼粉末の平均粒子径は115ナノメーターであり、球状粒子からなるものであった。
間、空気中において焼結を行ったところ、得られた焼結体は、理論密度の85%の密度を有するものであり、焼結体表面には空孔が認められ、ち密化が十分に進んでいないことが分かった。得られた焼結体は、平均粒子径が170ナノメーターであり、直流3端子法により、700℃において測定した導電率は、-3.2(S/cm)と低い値を示した。本
比較例の結果を表3、表4に示した。
配合が(Dy0.9Sr0.1)0.175Ce0.825O1.92になるように、出発原料として、0.20モル/リットルの硝酸セリウム(純度99.99%)、0.031モル/リットルの硝酸ディスプロシウム(純度99.9%)及び0.0035モル/リットルの硝酸ストロンチウムを用いて、(硝酸ディスプロシウム水溶液+硝酸ストロンチウム水溶液の合計)のモル数と炭酸アンモニウム水溶液のモル数比が、1となるように炭酸アンモニウム水溶液を調製し、出発原料混合水溶液中に炭酸アンモニウム水溶液を毎分1ミリリットルの速度で滴下して沈殿を作製した。炭酸アンモニウム滴下終了後、50℃の温度で、1時間熟成を行った。こうして得られた沈殿は水洗処理とろ過を3回繰り返したのち、乾燥窒素ガス中において乾燥し、前駆体粉末を作製した。得られた前駆体粉末の化学分析結果から、その組成は、Ce0.825(Dy0.9Sr0.1)0.175(NH3)0.175(CO3)0.175・H2O
であった。前駆体粉末は引き続き、空気中600℃の温度で1時間仮焼してセリア系化合物粉末を得た。仮焼粉末は図1同様、ホタル石型結晶相からなることをX線回折試験により確認した。また仮焼粉末の平均粒子径は160ナノメーターであり、球状粒子からなるものであった。
間、空気中において焼結を行ったところ、得られた焼結体は、理論密度の82%の密度を有するものであり、焼結体表面には空孔が認められ、ち密化が十分に進んでいないことが分かった。得られた焼結体は、平均粒子径が210ナノメーターであり、直流3端子法により、700℃において測定した導電率は、-3.3(S/cm)と低い値を示した。本
比較例の結果を表3、表4に示した。
配合が(Dy0.9Sr0.1)0.175Ce0.825O1.92になるように、出発原料として、0.20モル/リットルの硝酸セリウム(純度99.99%)、0.031モル/リットルの硝酸ディスプロシウム(純度99.9%)及び0.0035モル/リットルの硝酸ストロンチウムを用いて、(硝酸ディスプロシウム水溶液+硝酸ストロンチウム水溶液の合計)のモル数と炭酸アンモニウム水溶液のモル数比が、8となるように炭酸アンモニウム水溶液を調製し、出発原料混合水溶液中に炭酸アンモニウム水溶液を毎分1ミリリットルの速度で滴下して沈殿を作製した。炭酸アンモニウム滴下終了後、60℃の温度で、1時間熟成を行った。こうして得られた沈殿は水洗処理とろ過を3回繰り返したのち、乾燥窒素ガス中において乾燥し、前駆体粉末を作製した。得られた前駆体粉末の化学分析結果から、その組成は、Ce0.825(Dy0.9Sr0.1)0.175(NH3)0.175(CO3)1.4・H2Oで
あった。前駆体粉末は引き続き、空気中300℃の温度で1時間仮焼してセリア系化合物粉末を得た。仮焼粉末は非晶質相からなることをX線回折試験により確認した。また仮焼粉末の平均粒子径は15ナノメーターであり、球状粒子からなるものであった。
間、空気中において焼結を行ったところ、得られた焼結体は、理論密度の85%の密度を有するものであり、焼結体表面には空孔が認められ、ち密化が十分に進んでいないことが分かった。得られた焼結体は、平均粒子径が140ナノメーターであり、直流3端子法により、700℃において測定した導電率は、-3.5(S/cm)と低い値を示した。本
比較例の結果を表3、表4に示した。
配合が(Dy0.9Sr0.1)0.175Ce0.825O1.92になるように、出発原料として、0.20モル/リットルの硝酸セリウム(純度99.99%)、0.031モル/リットルの硝酸ディスプロシウム(純度99.9%)及び0.0035モル/リットルの硝酸ストロンチウムを用いて、(硝酸ディスプロシウム水溶液+硝酸ストロンチウム水溶液の合計)のモル数と炭酸アンモニウム水溶液のモル数比が、8となるように炭酸アンモニウム水溶液を調製し、出発原料混合水溶液中に炭酸アンモニウム水溶液を毎分1ミリリットルの速度で滴下して沈殿を作製した。炭酸アンモニウム滴下終了後、60℃の温度で、1時間熟成を行った。こうして得られた沈殿は水洗処理とろ過を3回繰り返したのち、乾燥窒素ガス中において乾燥し、前駆体粉末を作製した。得られた前駆体粉末の化学分析結果から、その組成は、Ce0.825(Dy0.9Sr0.1)0.175(NH3)0.175(CO3)1.4・H2Oで
あった。前駆体粉末は引き続き、空気中600℃の温度で1時間仮焼してセリア系化合物粉末を得た。仮焼粉末は図1同様、ホタル石型結晶相からなることをX線回折試験により確認した。また仮焼粉末の平均粒子径は30ナノメーターであり、球状粒子からなるものであった。
間、空気中において焼結を行ったところ、得られた焼結体は、理論密度の98%の密度を
有するものであり、焼結体表面には大きな空孔が認められず、ち密化が十分に進んでいる
ことが分かった。得られた焼結体は、平均粒子径が510ナノメーターであり、直流3端
子法により、700℃において測定した導電率は、-3.1(S/cm)と低い値を示し
た。本比較例の結果を表3、表4に示した。
。すなわち、このデータによると特許請求の範囲で規定した各要件事項は、それぞれ格別意義のある事項を規定したものと言える。
Claims (1)
- 一般式が、DyxCe1−xO2−δ(ただし、0.10≦x≦0.30、δはカチオンとアニオンの電荷のバランスから決定される酸素欠陥量を表す)または、(Dy1−aSra)xCe1−xO2−δ(ただし、0.10≦a≦0.3、0.10≦x≦0.30、δはカチオンとアニオンの電荷のバランスから決定される酸素欠陥を表す)で表される蛍石化合物からなるナノ粒子焼結体であって、焼結体の平均粒子径が平均100nm以下であり、かつ焼結体密度が理論密度に対して95%以上の値を有し、700℃における直流3端子法における導電率の測定値が、−1(S/cm)以上であることを特徴とする、Dyドープ高電導性ナノセリア系焼結体。
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