JPH1053462A - ＳｒＭ２Ｏ４型固体電解質及びその製造方法 - Google Patents
ＳｒＭ２Ｏ４型固体電解質及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH1053462A JPH1053462A JP8204721A JP20472196A JPH1053462A JP H1053462 A JPH1053462 A JP H1053462A JP 8204721 A JP8204721 A JP 8204721A JP 20472196 A JP20472196 A JP 20472196A JP H1053462 A JPH1053462 A JP H1053462A
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- JP
- Japan
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- sum
- sintered body
- solid electrolyte
- srm
- trivalent metal
- Prior art date
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- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】従来は絶縁体と考えられていたＣａＦｅ2Ｏ4型
化合物のイオン導電性を向上させた固体電解質及びその
製造方法を提供する。 【解決の手段】一般式：ＳｒＭ2Ｏ4（式中、Ｍは酸素６
配位を仮定した場合のイオン半径が０．９５〜１．００
オングストロ−ムとなる１種の３価の金属元素または酸
素６配位を仮定した場合の平均イオン半径が０．９３〜
１．００オングストロ−ムとなる２種以上の３価の金属
元素）で表され、かつその組成がＸ線回折試験による面
積比として９０％以上である固体電解質を用いる。
化合物のイオン導電性を向上させた固体電解質及びその
製造方法を提供する。 【解決の手段】一般式：ＳｒＭ2Ｏ4（式中、Ｍは酸素６
配位を仮定した場合のイオン半径が０．９５〜１．００
オングストロ−ムとなる１種の３価の金属元素または酸
素６配位を仮定した場合の平均イオン半径が０．９３〜
１．００オングストロ−ムとなる２種以上の３価の金属
元素）で表され、かつその組成がＸ線回折試験による面
積比として９０％以上である固体電解質を用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、導電性を利用する
各種の用途、例えば燃料電池用のセル材料や酸素センサ
などの用途に好適な高イオン導電度を有するイオン導電
性固体電解質及びその製造方法に関するものである。
各種の用途、例えば燃料電池用のセル材料や酸素センサ
などの用途に好適な高イオン導電度を有するイオン導電
性固体電解質及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ＳｒＭ2Ｏ4（Ｍは酸素６配位
を仮定した場合のイオン半径が０．９５〜１．００オン
グストロ−ムとなる１種の３価の金属元素または酸素６
配位を仮定した場合の平均イオン半径が０．９３〜１．
００オングストロ−ムとなる２種以上の３価の金属元
素）で表される化合物はＣａＦｅ2Ｏ4型化合物と呼ば
れ、従来は絶縁体であるとされていた。（Ｌ．Ｍ．Ｌｏ
ｐａｔｏ， Ｃｅｒａｍｕｒｇｉａ Ｉｎｔｅｒｎａｔ
ｉｏｎａｌ， ２（Ｎｏ．１）， ｐ．１８−３２（１
９７６））
を仮定した場合のイオン半径が０．９５〜１．００オン
グストロ−ムとなる１種の３価の金属元素または酸素６
配位を仮定した場合の平均イオン半径が０．９３〜１．
００オングストロ−ムとなる２種以上の３価の金属元
素）で表される化合物はＣａＦｅ2Ｏ4型化合物と呼ば
れ、従来は絶縁体であるとされていた。（Ｌ．Ｍ．Ｌｏ
ｐａｔｏ， Ｃｅｒａｍｕｒｇｉａ Ｉｎｔｅｒｎａｔ
ｉｏｎａｌ， ２（Ｎｏ．１）， ｐ．１８−３２（１
９７６））
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、その目的と
して、従来は絶縁体と考えられていたＣａＦｅ2Ｏ4型化
合物のイオン導電性を向上させた固体電解質及びその製
造方法を提供するものである。
して、従来は絶縁体と考えられていたＣａＦｅ2Ｏ4型化
合物のイオン導電性を向上させた固体電解質及びその製
造方法を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決するために鋭意検討を重ねた結果、一般式：ＳｒＭ
2Ｏ4（式中、Ｍは酸素６配位を仮定した場合のイオン半
径が０．９５〜１．００オングストロ−ムとなる１種の
３価の金属元素または酸素６配位を仮定した場合の平均
イオン半径が０．９３〜１．００オングストロ−ムとな
る２種以上の３価の金属元素）で表され、かつその組成
がＸ線回折試験による面積比として９０％以上であれば
イオン導電性が向上した固体電解質が得られることを見
出だし、本発明をなすに至った。
解決するために鋭意検討を重ねた結果、一般式：ＳｒＭ
2Ｏ4（式中、Ｍは酸素６配位を仮定した場合のイオン半
径が０．９５〜１．００オングストロ−ムとなる１種の
３価の金属元素または酸素６配位を仮定した場合の平均
イオン半径が０．９３〜１．００オングストロ−ムとな
る２種以上の３価の金属元素）で表され、かつその組成
がＸ線回折試験による面積比として９０％以上であれば
イオン導電性が向上した固体電解質が得られることを見
出だし、本発明をなすに至った。
【０００５】以下、本発明を詳細に説明する。
【０００６】本発明の固体電解質は、一般式：ＳｒＭ2
Ｏ4（式中、Ｍは酸素６配位を仮定した場合のイオン半
径が０．９５〜１．００オングストロ−ムとなる１種の
３価の金属元素または酸素６配位を仮定した場合の平均
イオン半径が０．９３〜１．００オングストロ−ムとな
る２種以上の３価の金属元素）で表され、かつその組成
が下記（１）式 ＳｒＭ2Ｏ4相の割合＝（ＳｒＭ2Ｏ4のピ−クの面積和）／｛（ＳｒＭ2Ｏ4のピ− クの面積和）＋（Ｓｒ酸化物のピ−クの面積和）＋（Ｍの酸化物のピ−クの面積 和）｝ （１） （式中、ＳｒＭ2Ｏ4のピ−クの面積和とはＣｕを管球と
した場合に２θ＝２５〜３５°の間に現れる、重なる４
本の回折線（０４０）、（３２０）、（１２１）及び
（２０１）の各ピ−ク面積の和である）のＸ線回折試験
による面積比として９０％以上である。
Ｏ4（式中、Ｍは酸素６配位を仮定した場合のイオン半
径が０．９５〜１．００オングストロ−ムとなる１種の
３価の金属元素または酸素６配位を仮定した場合の平均
イオン半径が０．９３〜１．００オングストロ−ムとな
る２種以上の３価の金属元素）で表され、かつその組成
が下記（１）式 ＳｒＭ2Ｏ4相の割合＝（ＳｒＭ2Ｏ4のピ−クの面積和）／｛（ＳｒＭ2Ｏ4のピ− クの面積和）＋（Ｓｒ酸化物のピ−クの面積和）＋（Ｍの酸化物のピ−クの面積 和）｝ （１） （式中、ＳｒＭ2Ｏ4のピ−クの面積和とはＣｕを管球と
した場合に２θ＝２５〜３５°の間に現れる、重なる４
本の回折線（０４０）、（３２０）、（１２１）及び
（２０１）の各ピ−ク面積の和である）のＸ線回折試験
による面積比として９０％以上である。
【０００７】ここで、ＳｒＭ2Ｏ4は高純度のものである
必要がある。このため、ＳｒＭ2Ｏ4の組成はＸ線回折試
験による面積比が９０％以上、好ましくは９５％以上で
ある。９０％未満の場合、その主たる不純物であるＳｒ
（ストロンチウム）及びＭの酸化物は吸水性が高く、空
気中の水分を吸収して材料に割れを生じさせる恐れがあ
るため好ましくないからである。９０％以上であれば不
純物のイオン伝導度への影響は小さく、実用に供するこ
とができる。
必要がある。このため、ＳｒＭ2Ｏ4の組成はＸ線回折試
験による面積比が９０％以上、好ましくは９５％以上で
ある。９０％未満の場合、その主たる不純物であるＳｒ
（ストロンチウム）及びＭの酸化物は吸水性が高く、空
気中の水分を吸収して材料に割れを生じさせる恐れがあ
るため好ましくないからである。９０％以上であれば不
純物のイオン伝導度への影響は小さく、実用に供するこ
とができる。
【０００８】一般式：ＳｒＭ2Ｏ4中のＭとしては、酸素
６配位を仮定した場合のイオン半径が０．９５〜１．０
０オングストロ−ムとなる１種の３価の金属元素または
酸素６配位を仮定した場合の平均イオン半径が０．９３
〜１．００オングストロ−ムとなる２種以上の３価の金
属元素である。
６配位を仮定した場合のイオン半径が０．９５〜１．０
０オングストロ−ムとなる１種の３価の金属元素または
酸素６配位を仮定した場合の平均イオン半径が０．９３
〜１．００オングストロ−ムとなる２種以上の３価の金
属元素である。
【０００９】ここで、Ｍが１種の３価の金属元素である
場合、酸素６配位を仮定した場合のイオン半径が０．９
５オングストロ−ム未満となると結晶構造内部に酸素イ
オンの拡散を促進させる格子歪みが蓄えられず導電率が
向上しないことから好ましくない。一方、１．００オン
グストロ−ムを越えるとＳｒＭ2Ｏ4中のＭサイトにおけ
るイオン半径が大きすぎ、ＭはＣａＦｅ2Ｏ4型の結晶構
造におけるＦｅサイトの許容イオン半径値を越えるため
に、生成物の安定性が低下し、製品の純度が低下するた
め好ましくない。このような条件を満たす金属元素とし
ては、Ｎｄ（０．９９５）、Ｓｍ（０．９６４）、Ｐｍ
（０．９７９）、Ｃｍ（０．９８）、Ｃｆ（０．９
５）、Ｅｕ（０．９５０）、Ｂｋ（０．９６）を挙げる
ことができるが、このうち、取扱いの容易さなどからＳ
ｍ、Ｎｄなどを選択することが好ましい（ここで、括弧
内の数字は酸素６配位を仮定した場合のイオン半径（オ
ングストローム単位）を表す）。
場合、酸素６配位を仮定した場合のイオン半径が０．９
５オングストロ−ム未満となると結晶構造内部に酸素イ
オンの拡散を促進させる格子歪みが蓄えられず導電率が
向上しないことから好ましくない。一方、１．００オン
グストロ−ムを越えるとＳｒＭ2Ｏ4中のＭサイトにおけ
るイオン半径が大きすぎ、ＭはＣａＦｅ2Ｏ4型の結晶構
造におけるＦｅサイトの許容イオン半径値を越えるため
に、生成物の安定性が低下し、製品の純度が低下するた
め好ましくない。このような条件を満たす金属元素とし
ては、Ｎｄ（０．９９５）、Ｓｍ（０．９６４）、Ｐｍ
（０．９７９）、Ｃｍ（０．９８）、Ｃｆ（０．９
５）、Ｅｕ（０．９５０）、Ｂｋ（０．９６）を挙げる
ことができるが、このうち、取扱いの容易さなどからＳ
ｍ、Ｎｄなどを選択することが好ましい（ここで、括弧
内の数字は酸素６配位を仮定した場合のイオン半径（オ
ングストローム単位）を表す）。
【００１０】また、Ｍサイトに収納される３価の金属元
素として、２種以上の３価の金属元素を組み合わせ、そ
れらがランダムに配置されて酸化物固溶体を形成してい
るものであっても良い。この場合には以下に示す（２）
式を用いて平均イオン半径を算出し、その平均イオン半
径が０．９３〜１．００オングストロ−ムとなるものを
用いる。
素として、２種以上の３価の金属元素を組み合わせ、そ
れらがランダムに配置されて酸化物固溶体を形成してい
るものであっても良い。この場合には以下に示す（２）
式を用いて平均イオン半径を算出し、その平均イオン半
径が０．９３〜１．００オングストロ−ムとなるものを
用いる。
【００１１】
【数１】
【００１２】式中、ＭｐはＭサイトを構成するｍ個の３
価元素のｐ番目の元素であり、ｆｐはそのｐ番目の元素
の構成割合を表す。
価元素のｐ番目の元素であり、ｆｐはそのｐ番目の元素
の構成割合を表す。
【００１３】２種類以上の３価の金属元素により１つの
Ｍサイトを構成する場合には、１種の場合と比較して、
結晶内部に格子歪みが導入されやすくなるので、１種の
元素により構成する場合よりも、小さなイオン半径から
導電率を向上させる効果が現れる。ここで、平均イオン
半径としては、０．９３オングストロ−ム未満の元素の
組み合わせを選択した場合には、結晶構造内部に酸素イ
オンの拡散を促進させる格子歪みが蓄えられず導電率が
向上しないことから好ましくない。また、１．００オン
グストロ−ムを越える元素の組み合わせを選択した場合
には、ＳｒＭ2Ｏ4中のＭサイトにおけるイオン半径が大
きすぎることから、ＭサイトはもはやＣａＦｅ2Ｏ4型の
結晶構造におけるＦｅサイトの許容イオン半径値を越え
るために、生成物の安定性が低下し、製品の純度が低下
するので好ましくない。
Ｍサイトを構成する場合には、１種の場合と比較して、
結晶内部に格子歪みが導入されやすくなるので、１種の
元素により構成する場合よりも、小さなイオン半径から
導電率を向上させる効果が現れる。ここで、平均イオン
半径としては、０．９３オングストロ−ム未満の元素の
組み合わせを選択した場合には、結晶構造内部に酸素イ
オンの拡散を促進させる格子歪みが蓄えられず導電率が
向上しないことから好ましくない。また、１．００オン
グストロ−ムを越える元素の組み合わせを選択した場合
には、ＳｒＭ2Ｏ4中のＭサイトにおけるイオン半径が大
きすぎることから、ＭサイトはもはやＣａＦｅ2Ｏ4型の
結晶構造におけるＦｅサイトの許容イオン半径値を越え
るために、生成物の安定性が低下し、製品の純度が低下
するので好ましくない。
【００１４】このような元素の組み合わせとしては、３
価の金属元素であり、その平均イオン半径が０．９３〜
１．００オングストロ−ムとなるものであれば、その種
類、組み合わせの数、量比など、特に限定されるもので
はない。例えば、２種類の元素の組み合わせの例とし
て、ＮｄとＥｒ、ＮｄとＳｍ、ＮｄとＥｕ、ＳｍとＤ
ｙ、ＳｍとＥｒ、ＳｍとＩｎ、ＳｍとＬａが、３種類の
元素の組み合わせの例として、ＮｄとＳｍとＥｒ、Ｎｄ
とＳｍとＥｕ、ＳｍとＤｙとＥｒ、ＳｍとＥｒとＩｎ、
ＳｍとＬａとＩｎ等の平均イオン半径が０．９３〜１．
００オングストロ−ムとなるものが例示できる。
価の金属元素であり、その平均イオン半径が０．９３〜
１．００オングストロ−ムとなるものであれば、その種
類、組み合わせの数、量比など、特に限定されるもので
はない。例えば、２種類の元素の組み合わせの例とし
て、ＮｄとＥｒ、ＮｄとＳｍ、ＮｄとＥｕ、ＳｍとＤ
ｙ、ＳｍとＥｒ、ＳｍとＩｎ、ＳｍとＬａが、３種類の
元素の組み合わせの例として、ＮｄとＳｍとＥｒ、Ｎｄ
とＳｍとＥｕ、ＳｍとＤｙとＥｒ、ＳｍとＥｒとＩｎ、
ＳｍとＬａとＩｎ等の平均イオン半径が０．９３〜１．
００オングストロ−ムとなるものが例示できる。
【００１５】本発明の固体電解質の対理論密度として
は、焼結体中に空孔を生じないようにすることで固体電
解質の粒界における抵抗を小さくし、その導電率を低下
させないために８０％以上が好ましく、特に９５％以上
が好ましい。
は、焼結体中に空孔を生じないようにすることで固体電
解質の粒界における抵抗を小さくし、その導電率を低下
させないために８０％以上が好ましく、特に９５％以上
が好ましい。
【００１６】更に、本発明の固体電解質の導電率として
は、その用途において有用となるため、すなわち燃料電
池用のセル材料、酸素センサといった高いイオン導電度
を示すものとして、３００℃において−６．０Ｓ／ｃｍ
以上であり、かつ８００℃において−３．０Ｓ／ｃｍ以
上であることが好ましい。
は、その用途において有用となるため、すなわち燃料電
池用のセル材料、酸素センサといった高いイオン導電度
を示すものとして、３００℃において−６．０Ｓ／ｃｍ
以上であり、かつ８００℃において−３．０Ｓ／ｃｍ以
上であることが好ましい。
【００１７】次に本発明の固体電解質を製造する方法を
説明する。
説明する。
【００１８】まず、ＳｒとＭとのモル比がＳｒ：Ｍ＝
１：２となるように、出発原料となるＳｒの化合物とＭ
の化合物とを混合する。Ｓｒ、Ｍの化合物としては、本
発明の目的を達成できるものであれば特に限定されない
が、これらの炭酸塩，硝酸塩などの無機塩、シュウ酸
塩，酢酸塩などの有機酸塩、酸化物、メトキシド，エト
キシド，ブトキシドなどのアルコキシドなどを挙げるこ
とができる。
１：２となるように、出発原料となるＳｒの化合物とＭ
の化合物とを混合する。Ｓｒ、Ｍの化合物としては、本
発明の目的を達成できるものであれば特に限定されない
が、これらの炭酸塩，硝酸塩などの無機塩、シュウ酸
塩，酢酸塩などの有機酸塩、酸化物、メトキシド，エト
キシド，ブトキシドなどのアルコキシドなどを挙げるこ
とができる。
【００１９】これらの原料混合物にアルコキシドが含ま
れる場合には、アルコキシドを加水分解して酸化物とす
る。加水分解の方法としては、アルコキシドを酸化物と
する条件であれば良く、通常の方法を用いることができ
る。アルコキシドを含まない場合は、アルコ−ル中でボ
−ルミル、振動ミルなどによって粉砕混合し、その後ア
ルコールを除去し乾燥する。混合のために使用するアル
コールとしては原料とは反応せず、混合後蒸発等の操作
により除去できるものであれば特に限定されるものでは
なく、例えば、メタノール、エタノール、プロピルアル
コール等、通常使用されるものであれば良く、さらに精
製水も用いることができる。又、混合操作としては、原
料混合物が充分に混ざる条件であれば通常の方法を用い
ることができる。さらに、アルコールの除去、乾燥につ
いてもこれらの目的が達成できる条件であれば、温度、
時間等の条件など、特に限定されることはなく、通常の
方法、条件を用いて実施することができる。
れる場合には、アルコキシドを加水分解して酸化物とす
る。加水分解の方法としては、アルコキシドを酸化物と
する条件であれば良く、通常の方法を用いることができ
る。アルコキシドを含まない場合は、アルコ−ル中でボ
−ルミル、振動ミルなどによって粉砕混合し、その後ア
ルコールを除去し乾燥する。混合のために使用するアル
コールとしては原料とは反応せず、混合後蒸発等の操作
により除去できるものであれば特に限定されるものでは
なく、例えば、メタノール、エタノール、プロピルアル
コール等、通常使用されるものであれば良く、さらに精
製水も用いることができる。又、混合操作としては、原
料混合物が充分に混ざる条件であれば通常の方法を用い
ることができる。さらに、アルコールの除去、乾燥につ
いてもこれらの目的が達成できる条件であれば、温度、
時間等の条件など、特に限定されることはなく、通常の
方法、条件を用いて実施することができる。
【００２０】このようにして得られた混合物を粉砕し、
水分を含まない不活性ガス雰囲気中で焼成及び焼結する
ことにより製造することができる。不活性ガスとして
は、窒素、アルゴン、一酸化炭素など、原料等とは反応
しないものであれば特に限定なく使用することができ
る。
水分を含まない不活性ガス雰囲気中で焼成及び焼結する
ことにより製造することができる。不活性ガスとして
は、窒素、アルゴン、一酸化炭素など、原料等とは反応
しないものであれば特に限定なく使用することができ
る。
【００２１】なお、本明細書において「焼結」という語
は、焼成をも包含した意味で用いられることがある。
は、焼成をも包含した意味で用いられることがある。
【００２２】本発明の製造法において、混合物の成形方
法は特に限定されるものではなく、プレス成形、シート
成形、鋳込み成形、押出成形等の方法が例示できる。
法は特に限定されるものではなく、プレス成形、シート
成形、鋳込み成形、押出成形等の方法が例示できる。
【００２３】成形にあたり、予備成形を実施することも
できる。予備成形の圧力の条件としては、粒子の特性に
より左右されるため一定せず、通常１０００ｋｇ／ｃｍ
2程度で充分である。又、予備成形において、その形状
としては、最終的に得られる固体電解質の用途に応じて
任意の形状とすることができ、例えば、線状、粒状、平
板状、円盤状、リング状、円筒状等を挙げることができ
る。
できる。予備成形の圧力の条件としては、粒子の特性に
より左右されるため一定せず、通常１０００ｋｇ／ｃｍ
2程度で充分である。又、予備成形において、その形状
としては、最終的に得られる固体電解質の用途に応じて
任意の形状とすることができ、例えば、線状、粒状、平
板状、円盤状、リング状、円筒状等を挙げることができ
る。
【００２４】成形においては圧力をかけるが、成形方法
により左右されるために一定せず、通常３０００ｋｇ／
ｃｍ2程度で充分である。又、成形方法としては、静水
圧プレスを用いる方法等が好ましく用いられる。成形物
の形状としては、最終的に得られる固体電解質の用途に
応じて任意の形状とすることができ、例えば、線状、粒
状、平板状、円盤状、リング状、円筒状等を挙げること
ができる。
により左右されるために一定せず、通常３０００ｋｇ／
ｃｍ2程度で充分である。又、成形方法としては、静水
圧プレスを用いる方法等が好ましく用いられる。成形物
の形状としては、最終的に得られる固体電解質の用途に
応じて任意の形状とすることができ、例えば、線状、粒
状、平板状、円盤状、リング状、円筒状等を挙げること
ができる。
【００２５】このようにして得られた成形物を焼成し、
さらに焼結する。焼成温度としては、出発原料の種類に
より固溶する温度が異なるため、その種類に応じて選択
することが好ましい。例えば、出発原料として、Ｓｒア
ルコキシドを用いた場合には８００〜１０００℃の温度
範囲で高純度のものが得られるため好ましい。また、Ｓ
ｒの炭酸塩を用いた場合には、炭酸塩が充分に熱分解し
て反応が十分に進ませたり、又は、粒成長が著しくなり
粒界にポアが多量に残されて粒界抵抗が高くなり、焼結
体全体の導電率を低下させないために、１０００〜１６
００℃の温度範囲にて実施することが好ましい。又、焼
結においては、焼結体を高密度化して導電率を高くする
ために、混合粉末を８００〜１３００℃で焼成した後成
形し、１３００°〜１６００℃で焼結して高密度の焼結
体とすることが好ましい。焼結時間としては、原料粉末
の種類等により左右され一定しないが、通常２〜８時間
程度で充分である。又、得られる焼結体の導電率を高く
するために不活性ガスの雰囲気下で実施することが好ま
しい。不活性ガスとしては、窒素、アルゴン、一酸化炭
素など、原料等とは反応しないものであれば特に制限な
く用いることができる。
さらに焼結する。焼成温度としては、出発原料の種類に
より固溶する温度が異なるため、その種類に応じて選択
することが好ましい。例えば、出発原料として、Ｓｒア
ルコキシドを用いた場合には８００〜１０００℃の温度
範囲で高純度のものが得られるため好ましい。また、Ｓ
ｒの炭酸塩を用いた場合には、炭酸塩が充分に熱分解し
て反応が十分に進ませたり、又は、粒成長が著しくなり
粒界にポアが多量に残されて粒界抵抗が高くなり、焼結
体全体の導電率を低下させないために、１０００〜１６
００℃の温度範囲にて実施することが好ましい。又、焼
結においては、焼結体を高密度化して導電率を高くする
ために、混合粉末を８００〜１３００℃で焼成した後成
形し、１３００°〜１６００℃で焼結して高密度の焼結
体とすることが好ましい。焼結時間としては、原料粉末
の種類等により左右され一定しないが、通常２〜８時間
程度で充分である。又、得られる焼結体の導電率を高く
するために不活性ガスの雰囲気下で実施することが好ま
しい。不活性ガスとしては、窒素、アルゴン、一酸化炭
素など、原料等とは反応しないものであれば特に制限な
く用いることができる。
【００２６】本発明の方法により得られる固体電解質は
イオン伝導性が高く、燃料電池用のセル材料や酸素セン
サ等の用途などに使用できる。
イオン伝導性が高く、燃料電池用のセル材料や酸素セン
サ等の用途などに使用できる。
【００２７】
【実施例】以下、本発明を実施例を用いて更に詳細に説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、各評価は以下に示した方法によって実施した。
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、各評価は以下に示した方法によって実施した。
【００２８】〜導電率〜 焼結体を厚さ２ｍｍに平面研削盤（岡本工作機械製作所
製、ＴＹＰＥ ＭＡ−２）を用いて研削し、白金ペ−ス
ト（徳力化学研究所製）を塗布し、８００℃において電
気炉（（株）デンケン製、型式：ＫＤＦ ＨＲ−７）に
より電極焼き付け処理を施して測定用のサンプルとし
た。これを交流２端子法により複素インピ−ダンスを測
定して以下の（３）式により算出した。測定において、
以下に示す実施例及び比較例における表に示される最高
の温度に昇温したのち、温度を下げながら行った。
製、ＴＹＰＥ ＭＡ−２）を用いて研削し、白金ペ−ス
ト（徳力化学研究所製）を塗布し、８００℃において電
気炉（（株）デンケン製、型式：ＫＤＦ ＨＲ−７）に
より電極焼き付け処理を施して測定用のサンプルとし
た。これを交流２端子法により複素インピ−ダンスを測
定して以下の（３）式により算出した。測定において、
以下に示す実施例及び比較例における表に示される最高
の温度に昇温したのち、温度を下げながら行った。
【００２９】 導電率＝ｌｏｇσ＝ｌｏｇ｛（Ｚｃｏｓθ）-1・ｌ／Ｓ｝ （３） 式中、σは導電率（単位はＳ）、Ｚはインピ−ダンス
（単位はΩ）、θはおくれ角（単位はｄｅｇ．）、ｌは
試料の厚み（単位はｃｍ）及びＳは電極面積（単位はｃ
ｍ2）を表す。
（単位はΩ）、θはおくれ角（単位はｄｅｇ．）、ｌは
試料の厚み（単位はｃｍ）及びＳは電極面積（単位はｃ
ｍ2）を表す。
【００３０】〜焼結体中のＳｒＭ2Ｏ4相の割合〜 焼結体を３０メッシュ以下の粒度になるように、メノウ
乳鉢を用いて粉末状に粉砕し、測定用のサンプルとし
た。これを、Ｘ線回折装置（マックサイエンス社製、型
式：ＭＸＰ３）によりＸ線回折試験を実施し、焼結体中
のＳｒＭ2Ｏ4相の割合を求めた。計算方法は以下に示す
（１）式により算出した。
乳鉢を用いて粉末状に粉砕し、測定用のサンプルとし
た。これを、Ｘ線回折装置（マックサイエンス社製、型
式：ＭＸＰ３）によりＸ線回折試験を実施し、焼結体中
のＳｒＭ2Ｏ4相の割合を求めた。計算方法は以下に示す
（１）式により算出した。
【００３１】 ＳｒＭ2Ｏ4相の割合＝（ＳｒＭ2Ｏ4のピ−クの面積和）／｛（ＳｒＭ2Ｏ4のピ −クの面積和）＋（Ｓｒ酸化物のピ−クの面積和）＋（Ｍの酸化物のピ−クの面 積和）｝ （１） 式中、ＳｒＭ2Ｏ4のピ−クの面積和とはＣｕを管球とし
た場合に２θ＝２５〜３５°の間に現れる、重なる４本
の回折線（０４０）、（３２０）、（１２１）及び（２
０１）の各ピ−ク面積の和である。
た場合に２θ＝２５〜３５°の間に現れる、重なる４本
の回折線（０４０）、（３２０）、（１２１）及び（２
０１）の各ピ−ク面積の和である。
【００３２】〜かさ密度〜 直径：１ｃｍ、厚み：２ｍｍのペレットを用いて、アル
キメデス法により測定した。
キメデス法により測定した。
【００３３】対理論密度は以下の（４）式により求め
た。
た。
【００３４】 対理論密度＝｛（かさ密度）／（真密度）｝×１００ （４） ここで、真密度は公知の文献、公知の計算方法により求
めることができる。
めることができる。
【００３５】実施例１ 配合をＳｒＮｄ2Ｏ4の化学式となるように、ＳｒＣＯ3
粉末（キシダ化学製）３６．９１ｇ（０．２５ｍｏｌ）
とＮｄ2Ｏ3粉末（キシダ化学製）８４．１２ｇ（０．２
５ｍｏｌ）を秤量しエタノ−ル中においてボ−ルミルに
より１２時間混合した。こののち８０℃の湯浴中、エバ
ポレ−タ−を用いてエタノ−ルを除去し、１００℃の温
度において１２時間乾燥した。得られた粉末を油圧成型
機（東邦プレス社製、３７トンプレス）を用いて、５０
０ｋｇ／ｃｍ2の圧力のもとで予備成形し、さらに２０
００ｋｇ／ｃｍ2の静水圧プレス（神戸製鋼所製、型
番：３１０４８５）により成形した後、１３５０℃の焼
結温度においてアルゴンガス流通下４時間、筒状炉（シ
リコニット高熱工業社製、型式：９５１１−Ａ）を用い
て焼結を行った。これを前記記載の評価方法により評価
した。表１にはこの焼結体の３００〜８００℃までの導
電率変化を、表２には焼結体の組成を示す。
粉末（キシダ化学製）３６．９１ｇ（０．２５ｍｏｌ）
とＮｄ2Ｏ3粉末（キシダ化学製）８４．１２ｇ（０．２
５ｍｏｌ）を秤量しエタノ−ル中においてボ−ルミルに
より１２時間混合した。こののち８０℃の湯浴中、エバ
ポレ−タ−を用いてエタノ−ルを除去し、１００℃の温
度において１２時間乾燥した。得られた粉末を油圧成型
機（東邦プレス社製、３７トンプレス）を用いて、５０
０ｋｇ／ｃｍ2の圧力のもとで予備成形し、さらに２０
００ｋｇ／ｃｍ2の静水圧プレス（神戸製鋼所製、型
番：３１０４８５）により成形した後、１３５０℃の焼
結温度においてアルゴンガス流通下４時間、筒状炉（シ
リコニット高熱工業社製、型式：９５１１−Ａ）を用い
て焼結を行った。これを前記記載の評価方法により評価
した。表１にはこの焼結体の３００〜８００℃までの導
電率変化を、表２には焼結体の組成を示す。
【００３６】
【表１】
【００３７】
【表２】
【００３８】得られた焼結体は、ＳｒＮｄ2Ｏ4単一相か
らなるものであり、焼結体のかさ密度は５．６６ｇ／ｃ
ｍ3（対理論密度：８５％）であった。
らなるものであり、焼結体のかさ密度は５．６６ｇ／ｃ
ｍ3（対理論密度：８５％）であった。
【００３９】実施例２ 配合をＳｒＳｍ2Ｏ4の化学式となるように、ＳｒＣＯ3
粉末（キシダ化学製）３６．９１ｇ（０．２５ｍｏｌ）
とＳｍ2Ｏ3粉末（キシダ化学製）８７．２ｇ（０．２５
ｍｏｌ）を秤量し、その後の操作は実施例１と同様にし
て焼結体を得た。これを実施例１と同様に評価した。表
１にはこの焼結体の３００〜８００℃までの導電率変化
を、表２には焼結体の組成を示す。
粉末（キシダ化学製）３６．９１ｇ（０．２５ｍｏｌ）
とＳｍ2Ｏ3粉末（キシダ化学製）８７．２ｇ（０．２５
ｍｏｌ）を秤量し、その後の操作は実施例１と同様にし
て焼結体を得た。これを実施例１と同様に評価した。表
１にはこの焼結体の３００〜８００℃までの導電率変化
を、表２には焼結体の組成を示す。
【００４０】得られた焼結体は、ＳｒＳｍ2Ｏ4単一相か
らなるものであり、焼結体のかさ密度は６．２２ｇ／ｃ
ｍ3（対理論密度：８９％）であった。
らなるものであり、焼結体のかさ密度は６．２２ｇ／ｃ
ｍ3（対理論密度：８９％）であった。
【００４１】実施例３ 配合をＳｒ（Ｎｄ0.5Ｅｒ0.5）2Ｏ4の化学式となるよう
に、ＳｒＣＯ3粉末（キシダ化学製）３６．９１ｇ
（０．２５ｍｏｌ）、Ｎｄ2Ｏ3粉末（キシダ化学製）４
２．０６ｇ（０．１２５ｍｏｌ）及びＥｒ2Ｏ3粉末（キ
シダ化学製）４７．８２ｇ（０．１２５ｍｏｌ）を秤量
し、その後の操作は焼結時間を８時間とした以外は実施
例１と同様にして焼結体を得た。ここで、（Ｎｄ0.5Ｅ
ｒ0.5）の平均イオン半径は０．９３８オングストロ−
ムである。これを実施例１と同様に評価した。表１には
この焼結体の３００〜８００℃までの導電率変化を、表
２には焼結体の組成を示す。
に、ＳｒＣＯ3粉末（キシダ化学製）３６．９１ｇ
（０．２５ｍｏｌ）、Ｎｄ2Ｏ3粉末（キシダ化学製）４
２．０６ｇ（０．１２５ｍｏｌ）及びＥｒ2Ｏ3粉末（キ
シダ化学製）４７．８２ｇ（０．１２５ｍｏｌ）を秤量
し、その後の操作は焼結時間を８時間とした以外は実施
例１と同様にして焼結体を得た。ここで、（Ｎｄ0.5Ｅ
ｒ0.5）の平均イオン半径は０．９３８オングストロ−
ムである。これを実施例１と同様に評価した。表１には
この焼結体の３００〜８００℃までの導電率変化を、表
２には焼結体の組成を示す。
【００４２】得られた焼結体は、Ｓｒ（Ｎｄ0.5Ｅ
ｒ0.5）2Ｏ4単一相からなるものであり、焼結体のかさ
密度は６．１７ｇ／ｃｍ3（対理論密度：８４％）であ
った。
ｒ0.5）2Ｏ4単一相からなるものであり、焼結体のかさ
密度は６．１７ｇ／ｃｍ3（対理論密度：８４％）であ
った。
【００４３】実施例４ 配合をＳｒ（Ｓｍ0.5Ｄｙ0.5）2Ｏ4の化学式となるよう
に、ＳｒＣＯ3粉末（キシダ化学製）３６．９１ｇ
（０．２５ｍｏｌ）、Ｓｍ2Ｏ3粉末（キシダ化学製）４
３．６０ｇ（０．１２５ｍｏｌ）及びＤｙ2Ｏ3粉末（キ
シダ化学製）４６．６２ｇ（０．１２５ｍｏｌ）を秤量
し、その後の操作は実施例３と同じ手順で焼結体を作製
した。ここで、（Ｓｍ0.5Ｄｙ0.5）の平均イオン半径は
０．９３６オングストロ−ムである。これを実施例１と
同様に評価した。表１にはこの焼結体の３００〜８００
℃までの導電率変化を、表２には焼結体の組成を示す。
に、ＳｒＣＯ3粉末（キシダ化学製）３６．９１ｇ
（０．２５ｍｏｌ）、Ｓｍ2Ｏ3粉末（キシダ化学製）４
３．６０ｇ（０．１２５ｍｏｌ）及びＤｙ2Ｏ3粉末（キ
シダ化学製）４６．６２ｇ（０．１２５ｍｏｌ）を秤量
し、その後の操作は実施例３と同じ手順で焼結体を作製
した。ここで、（Ｓｍ0.5Ｄｙ0.5）の平均イオン半径は
０．９３６オングストロ−ムである。これを実施例１と
同様に評価した。表１にはこの焼結体の３００〜８００
℃までの導電率変化を、表２には焼結体の組成を示す。
【００４４】得られた焼結体は、Ｓｒ（Ｓｍ0.5Ｄ
ｙ0.5）2Ｏ4単一相からなるものであり、焼結体のかさ
密度は５．９５ｇ／ｃｍ3（対理論密度：８１％）あっ
た。
ｙ0.5）2Ｏ4単一相からなるものであり、焼結体のかさ
密度は５．９５ｇ／ｃｍ3（対理論密度：８１％）あっ
た。
【００４５】実施例５ 配合をＳｒ（Ｎｄ0.7Ｓｍ0.2Ｅｒ0.1）2Ｏ4の化学式と
なるように、ＳｒＣＯ3粉末（キシダ化学製）３６．９
１ｇ（０．２５ｍｏｌ）、Ｎｄ2Ｏ3粉末（キシダ化学
製）５８．８８ｇ（０．１７５ｍｏｌ）、Ｓｍ2Ｏ3粉末
（キシダ化学製）１７．４４ｇ（０．０５ｍｏｌ）及び
Ｅｒ2Ｏ3粉末（キシダ化学製）９．５６ｇ（０．０２５
ｍｏｌ）を秤量し、その後の操作は実施例１と同様にし
て焼結体を得た。ここで（Ｎｄ0.7Ｓｍ0.2Ｅｒ0.1）の
平均イオン半径は０．９７７オングストロ−ムである。
これを実施例１と同様に評価した。表１にはこの焼結体
の３００〜８００℃までの導電率変化を、表２には焼結
体の組成を示す。
なるように、ＳｒＣＯ3粉末（キシダ化学製）３６．９
１ｇ（０．２５ｍｏｌ）、Ｎｄ2Ｏ3粉末（キシダ化学
製）５８．８８ｇ（０．１７５ｍｏｌ）、Ｓｍ2Ｏ3粉末
（キシダ化学製）１７．４４ｇ（０．０５ｍｏｌ）及び
Ｅｒ2Ｏ3粉末（キシダ化学製）９．５６ｇ（０．０２５
ｍｏｌ）を秤量し、その後の操作は実施例１と同様にし
て焼結体を得た。ここで（Ｎｄ0.7Ｓｍ0.2Ｅｒ0.1）の
平均イオン半径は０．９７７オングストロ−ムである。
これを実施例１と同様に評価した。表１にはこの焼結体
の３００〜８００℃までの導電率変化を、表２には焼結
体の組成を示す。
【００４６】得られた焼結体は、Ｓｒ（Ｎｄ0.7Ｓｍ0.2
Ｅｒ0.1）2Ｏ4相が９８体積％からなるものであり、焼
結体のかさ密度は６．０３ｇ／ｃｍ3（対理論密度：８
８％）であった。
Ｅｒ0.1）2Ｏ4相が９８体積％からなるものであり、焼
結体のかさ密度は６．０３ｇ／ｃｍ3（対理論密度：８
８％）であった。
【００４７】比較例１ 配合をＳｒＹ2Ｏ4の化学式となるように、ＳｒＣＯ3粉
末（キシダ化学製）３６．９１ｇ（０．２５ｍｏｌ）と
Ｙ2Ｏ3粉末（キシダ化学製）５６．４６ｇ（０．２５ｍ
ｏｌ）を秤量し、その後の操作は実施例１と同じ手順で
焼結体を作製した。ここで、Ｙの酸素６配位を仮定した
場合のイオン半径は、０．８９２オングストロ−ムであ
る。これを実施例１と同様に評価した。表３にはこの焼
結体の３００〜８００℃までの導電率変化を、表４には
焼結体の組成を示す。
末（キシダ化学製）３６．９１ｇ（０．２５ｍｏｌ）と
Ｙ2Ｏ3粉末（キシダ化学製）５６．４６ｇ（０．２５ｍ
ｏｌ）を秤量し、その後の操作は実施例１と同じ手順で
焼結体を作製した。ここで、Ｙの酸素６配位を仮定した
場合のイオン半径は、０．８９２オングストロ−ムであ
る。これを実施例１と同様に評価した。表３にはこの焼
結体の３００〜８００℃までの導電率変化を、表４には
焼結体の組成を示す。
【００４８】
【表３】
【００４９】
【表４】
【００５０】得られた焼結体は、ＳｒＹ2Ｏ4単一相から
なるものであり、焼結体のかさ密度は４．８０ｇ／ｃｍ
3（対理論密度：８９％）であった。
なるものであり、焼結体のかさ密度は４．８０ｇ／ｃｍ
3（対理論密度：８９％）であった。
【００５１】比較例２ 配合をＳｒＥｒ2Ｏ4の化学式となるように、ＳｒＣＯ3
粉末（キシダ化学製）３６．９１ｇ（０．２５ｍｏｌ）
とＥｒ2Ｏ3粉末（キシダ化学製）９５．６３ｇ（０．２
５ｍｏｌ）を秤量し、その後の操作は実施例１と同じ手
順で焼結体を作製した。ここで、Ｅｒの酸素６配位を仮
定した場合のイオン半径は、０．８８１オングストロ−
ムである。これを実施例１と同様に評価した。表３には
この焼結体の３００〜８００℃までの導電率変化を、表
４には焼結体の組成を示す。
粉末（キシダ化学製）３６．９１ｇ（０．２５ｍｏｌ）
とＥｒ2Ｏ3粉末（キシダ化学製）９５．６３ｇ（０．２
５ｍｏｌ）を秤量し、その後の操作は実施例１と同じ手
順で焼結体を作製した。ここで、Ｅｒの酸素６配位を仮
定した場合のイオン半径は、０．８８１オングストロ−
ムである。これを実施例１と同様に評価した。表３には
この焼結体の３００〜８００℃までの導電率変化を、表
４には焼結体の組成を示す。
【００５２】得られた焼結体は、ＳｒＥｒ2Ｏ4単一相か
らなるものであり、焼結体のかさ密度は６．８３ｇ／ｃ
ｍ3（対理論密度：８５％）であった。
らなるものであり、焼結体のかさ密度は６．８３ｇ／ｃ
ｍ3（対理論密度：８５％）であった。
【００５３】比較例３ 配合をＳｒＬａ2Ｏ4の化学式となるように、ＳｒＣＯ3
粉末（キシダ化学製）３６．９１ｇ（０．２５ｍｏｌ）
とＬａ2Ｏ3粉末（キシダ化学製）８１．４５ｇ（０．２
５ｍｏｌ）を秤量し、その後の操作は実施例１と同じ手
順で焼結体を作製した。ここで、Ｌａの酸素６配位を仮
定した場合のイオン半径は、１．０６オングストロ−ム
である。これを実施例１と同様に評価したが、得られた
焼結体は、Ｌａ2Ｏ3とＳｒＣＯ3の混合体であり、単一
相は得られなかった。
粉末（キシダ化学製）３６．９１ｇ（０．２５ｍｏｌ）
とＬａ2Ｏ3粉末（キシダ化学製）８１．４５ｇ（０．２
５ｍｏｌ）を秤量し、その後の操作は実施例１と同じ手
順で焼結体を作製した。ここで、Ｌａの酸素６配位を仮
定した場合のイオン半径は、１．０６オングストロ−ム
である。これを実施例１と同様に評価したが、得られた
焼結体は、Ｌａ2Ｏ3とＳｒＣＯ3の混合体であり、単一
相は得られなかった。
【００５４】比較例４ 配合をＳｒ（Ｓｍ0.2Ｄｙ0.8）2Ｏ4の化学式となるよう
に、ＳｒＣＯ3粉末（キシダ化学製）３６．９１ｇ
（０．２５ｍｏｌ）、Ｓｍ2Ｏ3粉末（キシダ化学製）１
７．４４ｇ（０．０５ｍｏｌ）及びＤｙ2Ｏ3粉末（キシ
ダ化学製）７４．６０ｇ（０．２０ｍｏｌ）を秤量し、
その後の操作は実施例３と同じ手順で焼結体を作製し
た。ここで、（Ｓｍ0.2Ｄｙ0.8）の平均イオン半径は、
０．９１９オングストロ−ムである。これを実施例１と
同様に評価した。表３にはこの焼結体の３００〜８００
℃までの導電率変化を、表４には焼結体の組成を示す。
に、ＳｒＣＯ3粉末（キシダ化学製）３６．９１ｇ
（０．２５ｍｏｌ）、Ｓｍ2Ｏ3粉末（キシダ化学製）１
７．４４ｇ（０．０５ｍｏｌ）及びＤｙ2Ｏ3粉末（キシ
ダ化学製）７４．６０ｇ（０．２０ｍｏｌ）を秤量し、
その後の操作は実施例３と同じ手順で焼結体を作製し
た。ここで、（Ｓｍ0.2Ｄｙ0.8）の平均イオン半径は、
０．９１９オングストロ−ムである。これを実施例１と
同様に評価した。表３にはこの焼結体の３００〜８００
℃までの導電率変化を、表４には焼結体の組成を示す。
【００５５】得られた焼結体は、Ｓｒ（Ｓｍ0.2Ｄ
ｙ0.8）2Ｏ4単一相からなるものであり、焼結体のかさ
密度は６．１２ｇ／ｃｍ3（対理論密度：８１％）であ
った。
ｙ0.8）2Ｏ4単一相からなるものであり、焼結体のかさ
密度は６．１２ｇ／ｃｍ3（対理論密度：８１％）であ
った。
【００５６】比較例５ 配合をＳｒ（Ｓｍ0.5Ｄｙ0.2Ｙ0.3）2Ｏ4の化学式とな
るように、ＳｒＣＯ3粉末（キシダ化学製）３６．９１
ｇ（０．２５ｍｏｌ）、Ｓｍ2Ｏ3粉末（キシダ化学製）
４３．６０ｇ（０．１２５ｍｏｌ）、Ｄｙ2Ｏ3粉末（キ
シダ化学製）１８．６５ｇ（０．０５ｍｏｌ）及びＹ2
Ｏ3粉末（キシダ化学製）１６．９４ｇ（０．０７５ｍ
ｏｌ）を秤量し、その後の操作は実施例３と同じ手順で
焼結体を作製した。ここで、（Ｓｍ0.5Ｄｙ0.2Ｙ0.3）
の平均イオン半径は、０．９１１オングストロ−ムであ
る。これを実施例１と同様に評価した。表３にはこの焼
結体の３００〜８００℃までの導電率変化を、表４には
焼結体の組成を示す。
るように、ＳｒＣＯ3粉末（キシダ化学製）３６．９１
ｇ（０．２５ｍｏｌ）、Ｓｍ2Ｏ3粉末（キシダ化学製）
４３．６０ｇ（０．１２５ｍｏｌ）、Ｄｙ2Ｏ3粉末（キ
シダ化学製）１８．６５ｇ（０．０５ｍｏｌ）及びＹ2
Ｏ3粉末（キシダ化学製）１６．９４ｇ（０．０７５ｍ
ｏｌ）を秤量し、その後の操作は実施例３と同じ手順で
焼結体を作製した。ここで、（Ｓｍ0.5Ｄｙ0.2Ｙ0.3）
の平均イオン半径は、０．９１１オングストロ−ムであ
る。これを実施例１と同様に評価した。表３にはこの焼
結体の３００〜８００℃までの導電率変化を、表４には
焼結体の組成を示す。
【００５７】得られた焼結体は、Ｓｒ2（Ｓｍ0.2Ｄｙ
0.3Ｙ0.5）Ｏ4相９６体積％からなるものであり、焼結
体のかさ密度は５．３１ｇ／ｃｍ3（対理論密度：８３
％）であった。
0.3Ｙ0.5）Ｏ4相９６体積％からなるものであり、焼結
体のかさ密度は５．３１ｇ／ｃｍ3（対理論密度：８３
％）であった。
【００５８】比較例６ 配合をＳｒＮｄ2Ｏ4の化学式となるように、ＳｒＣＯ3
粉末（キシダ化学製）３６．９１ｇ（０．２５ｍｏｌ）
とＮｄ2Ｏ3粉末（キシダ化学製）８４．１２ｇ（０．２
５ｍｏｌ）を秤量し、その後の操作は実施例１と同じ手
順で焼結体を作製した。これを実施例１と同様に評価し
たが、得られた焼結体中のＳｒＮｄ2Ｏ4相は、４２体積
％であり、焼結体中に多くの亀裂が生じており導電率の
測定はできない状態であった。
粉末（キシダ化学製）３６．９１ｇ（０．２５ｍｏｌ）
とＮｄ2Ｏ3粉末（キシダ化学製）８４．１２ｇ（０．２
５ｍｏｌ）を秤量し、その後の操作は実施例１と同じ手
順で焼結体を作製した。これを実施例１と同様に評価し
たが、得られた焼結体中のＳｒＮｄ2Ｏ4相は、４２体積
％であり、焼結体中に多くの亀裂が生じており導電率の
測定はできない状態であった。
【００５９】比較例７ 配合をＳｒＳｍ2Ｏ4の化学式となるように、ＳｒＣＯ3
粉末（キシダ化学製）３６．９１ｇ（０．２５ｍｏｌ）
とＳｍ2Ｏ3粉末（キシダ化学製）８７．２ｇ（０．２５
ｍｏｌ）を秤量し、その後の操作は比較例６と同じ手順
で焼結体を作製した。これを実施例１と同様に評価した
が、得られた焼結体中のＳｒＳｍ2Ｏ4相は、３８体積％
であり、焼結体中には多くの亀裂が生じており導電率の
測定はできない状態であった。
粉末（キシダ化学製）３６．９１ｇ（０．２５ｍｏｌ）
とＳｍ2Ｏ3粉末（キシダ化学製）８７．２ｇ（０．２５
ｍｏｌ）を秤量し、その後の操作は比較例６と同じ手順
で焼結体を作製した。これを実施例１と同様に評価した
が、得られた焼結体中のＳｒＳｍ2Ｏ4相は、３８体積％
であり、焼結体中には多くの亀裂が生じており導電率の
測定はできない状態であった。
【００６０】
【発明の効果】本発明のＳｒＭ2Ｏ4型固体電解質は、本
来絶縁体であるＣａＦｅ2Ｏ4型化合物のＳｒＭ2Ｏ4を高
イオン導電度を有するものであり、良好なイオン導電性
を示す固体電解質材料として、燃料電池用のセル材料や
酸素センサとして有用である。
来絶縁体であるＣａＦｅ2Ｏ4型化合物のＳｒＭ2Ｏ4を高
イオン導電度を有するものであり、良好なイオン導電性
を示す固体電解質材料として、燃料電池用のセル材料や
酸素センサとして有用である。
Claims (3)
- 【請求項１】一般式：ＳｒＭ2Ｏ4（式中、Ｍは酸素６配
位を仮定した場合のイオン半径が０．９５〜１．００オ
ングストロ−ムとなる１種の３価の金属元素または酸素
６配位を仮定した場合の平均イオン半径が０．９３〜
１．００オングストロ−ムとなる２種以上の３価の金属
元素）で表され、かつその組成が下記 （１）式 ＳｒＭ2Ｏ4相の割合＝（ＳｒＭ2Ｏ4のピ−クの面積和）／｛（ＳｒＭ2Ｏ4のピ− クの面積和）＋（Ｓｒ酸化物のピ−クの面積和）＋（Ｍの酸化物のピ−クの面積 和）｝ （１） （式中、ＳｒＭ2Ｏ4のピ−クの面積和とはＣｕを管球と
した場合に２θ＝２５〜３５°の間に現れる、重なる４
本の回折線（０４０）、（３２０）、（１２１）及び
（２０１）の各ピ−ク面積の和である）のＸ線回折試験
による面積比として９０％以上であることを特徴とする
固体電解質。 - 【請求項２】請求項１に記載の固体電解質の導電率が３
００℃において−６．０Ｓ／ｃｍ以上であり、かつ８０
０℃において−３．０Ｓ／ｃｍ以上であることを特徴と
する固体電解質。 - 【請求項３】原料粉末を混合後成形し、不活性ガス流通
下において焼結することを特徴とする請求項１又は２に
記載の固体電解質の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8204721A JPH1053462A (ja) | 1996-08-02 | 1996-08-02 | ＳｒＭ２Ｏ４型固体電解質及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8204721A JPH1053462A (ja) | 1996-08-02 | 1996-08-02 | ＳｒＭ２Ｏ４型固体電解質及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1053462A true JPH1053462A (ja) | 1998-02-24 |
Family
ID=16495218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8204721A Pending JPH1053462A (ja) | 1996-08-02 | 1996-08-02 | ＳｒＭ２Ｏ４型固体電解質及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1053462A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011122377A1 (ja) * | 2010-03-30 | 2011-10-06 | 日本碍子株式会社 | 半導体製造装置用耐食性部材及びその製法 |
| WO2011122376A1 (ja) * | 2010-03-30 | 2011-10-06 | 日本碍子株式会社 | 半導体製造装置用耐食性部材及びその製法 |
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1996
- 1996-08-02 JP JP8204721A patent/JPH1053462A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011122377A1 (ja) * | 2010-03-30 | 2011-10-06 | 日本碍子株式会社 | 半導体製造装置用耐食性部材及びその製法 |
| WO2011122376A1 (ja) * | 2010-03-30 | 2011-10-06 | 日本碍子株式会社 | 半導体製造装置用耐食性部材及びその製法 |
| US8679998B2 (en) | 2010-03-30 | 2014-03-25 | Ngk Insulators, Ltd. | Corrosion-resistant member for semiconductor manufacturing apparatus and method for manufacturing the same |
| US8685313B2 (en) | 2010-03-30 | 2014-04-01 | Ngk Insulators, Ltd. | Corrosion-resistant member for semiconductor manufacturing apparatus and method for manufacturing the same |
| JP5767209B2 (ja) * | 2010-03-30 | 2015-08-19 | 日本碍子株式会社 | 半導体製造装置用耐食性部材及びその製法 |
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