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酸化物イオン伝導体用ビスマス・タングステン・コバルト酸化物系およびビスマス・タングステン・ニオブ酸化物系の固溶体およびその製造法 UPDATE

国内特許コード P03A003000
掲載日 2003年12月22日
出願番号 特願2000-006054
公開番号 特開2001-199727
登録番号 特許第3443638号
出願日 平成12年1月11日(2000.1.11)
公開日 平成13年7月24日(2001.7.24)
登録日 平成15年6月27日(2003.6.27)
発明者
  • 渡辺 昭輝
出願人
  • 国立研究開発法人物質・材料研究機構
発明の名称 酸化物イオン伝導体用ビスマス・タングステン・コバルト酸化物系およびビスマス・タングステン・ニオブ酸化物系の固溶体およびその製造法 UPDATE
発明の概要 【課題】酸化物イオン伝導体として好適なビスマス・タングステン・コバルト酸化物固溶体およびビスマス・タングステン・ニオブ酸化物固溶体を提供すること。
【構成】一般式Bi1-x x-xyCoxy1.5+l.5x-2xy(0.119≦x≦0.151,0<y≦0.10)および一般式Bi1-x x-xzNbxz1.5+1.5x-0.5xz(0.119≦x≦0.151,0<z≦0.3)で表される正方晶系の結晶構造をもつ酸化物イオン伝導体用ビスマス・タングステン・コバルト酸化物系固溶体およびビスマス・タングステン・ニオブ酸化物系固溶体。
従来技術、競合技術の概要


大気汚染の軽減等の環境問題を解決するため、さらには、高齢化社会に付随して生ずる呼吸障害等の健康問題に資するためには、空気中の酸素をコントロールすることが必要であり、高性能の酸化物イオン伝導性セラミックスの開発が期待されている。ビスマス複酸化物系がその一例であり、たとえば、酸化ビスマス(Bi2 3 )と五酸化バナジウム(V2 5 )の二成分系で、一般式Bi2 VO5.5 で表される化合物が知られている。この化合物では、第三成分の酸化物を添加することによって、酸化物イオン伝導性が良好な高温安定相を転移点(550℃)よりも低い温度領域へ安定化させることが可能となり、高性能の酸化物イオン伝導体を得ている。
しかしながら、その後の研究により、組成がBi2 VO5.5 では、隣接相のBiVO4 との混合物となること、また、第三成分の添加により安定化された筈であるが、低温領域で徐々に分解が起こること等、酸化物イオン伝導材料として使用する上で、種々の問題の生ずることが判明した。

産業上の利用分野


本発明は、酸化物イオン伝導体として各種分野で使用される正方晶系の結晶構造をもつビスマス・タングステン・コバルト酸化物系及びビスマス・タングステン・ニオブ酸化物系の固溶体及びその製造法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
一般式Bi1-x x-xyCoxy1.5+l.5x-2xy(0.119≦x≦0.151,0<y≦0.10)で表され、正方晶系の結晶構造をもつ酸化物イオン伝導体用ビスマス・タングステン・コバルト酸化物系固溶体。

【請求項2】
一般式Bi1-x x-xzNbxz1.5+1.5x-0.5xz(0.119≦x≦0.151,0<z≦0.3)で表され、正方晶系の結晶構造をもつ酸化物イオン伝導体用ビスマス・タングステン・ニオブ酸化物系固溶体。

【請求項3】
酸化ビスマス(Bi2 3 )または加熱により酸化ビスマスに分解される化合物と、三酸化タングステンまたは加熱により三酸化タングステンに分解される化合物、さらに酸化コバルト(CoO)または加熱により酸化コバルトに分解される化合物とを、xとyの領域0.119≦x≦0.151及び0<y≦0.10に関して、酸化ビスマス、三酸化タングステン、酸化コバルトのモル比が(1-x)/2:x(1-y):xyとなるように混合し、この混合物を830℃以下の温度で加熱し、一般式Bi1-x x-xyCoxy1.5+l.5x-2xyで表される正方晶系の結晶構造をもつ酸化物イオン伝導体用ビスマス・タングステン・コバルト酸化物系固溶体を製造する方法。

【請求項4】
酸化ビスマスまたは加熱により酸化ビスマスに分解される化合物と、三酸化タングステンまたは加熱により三酸化タングステンに分解される化合物、さらに五酸化ニオブ(Nb2 5 )または加熱により五酸化ニオブに分解される化合物とを、xとzの領域0.119≦x≦0.151及び0<z≦0.30に関して、酸化ビスマス、三酸化タングステン、五酸化ニオブのモル比が(1-x)/2:x(1-z):xz/2となるように混合し、この混合物を850℃以下の温度で加熱し、一般式Bi1-x x-xzNbxz1.5+1.5x-0.5xzで表される正方晶系の結晶構造をもつ酸化物イオン伝導体用ビスマス・タングステン・ニオブ酸化物系固溶体を製造する方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 登録
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