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ビスマス複酸化物とその製造方法

国内特許コード P990001905
掲載日 2000年6月1日
出願番号 特願平09-072706
公開番号 特開平10-251024
登録番号 特許第2958446号
出願日 平成9年3月10日(1997.3.10)
公開日 平成10年9月22日(1998.9.22)
登録日 平成11年7月30日(1999.7.30)
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 ビスマス複酸化物とその製造方法
発明の概要 【課題】 新規な酸化物イオン伝導体としてのビスマス複酸化物を提供する。
【解決手段】 原子組成が、Bi468 89(M=P、P+VまたはAs)の三斜晶系ビスマス複酸化物。
従来技術、競合技術の概要



従来より、科学技術の諸分野においては、高機能化および高性能化材料の発展に対する期待は大きく、このような材料科学とその工学的応用において、新しい酸化物セラミックスについても大きな関心を集めている。ビスマス系の複酸化物もその一つの例である。すなわち、たとえば、その具体的なものとして酸化ビスマス(Bi2 3 )と五酸化リン(P2 5 )の二成分系化合物が知られているが、この二成分系では平衡状態図における安定相の数とその組成や構造に関しては種々の報告があり、混乱と矛盾が見られる。とりわけ、酸化ビスマスに対する五酸化リンの組成が15モル%に存在するとされる相につては単斜晶系で記述されているが、種々の実験結果を満足に説明することはできていなかった。

ビスマス系複酸化物はイオン伝導体としても期待されているものであるが、現状においては、その組成、構造についての技術的知見は確定されていないのが実情であって、今後の技術発展のための大きな支障になっている。そして、このような状況において、ビスマス複酸化物の新規物質としての探索とその応用も極めて難しい局面にあった。

産業上の利用分野



この出願の発明は、酸化物イオン伝導体として、各種の分野の新規材料の創生と、その高機能化および高性能化製品への応用等に有用な、三斜晶系の結晶構造をもつビスマス・リン酸化物、ビスマス・リン・バナジウム酸化物、もしくはビスマス・砒素酸化物からなるビスマス複酸化物とその多結晶粉末ならびに単結晶の製造方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
原子組成が、Bi468 89(Mは、PまたはPとV、もしくはAsを示す)で表わされる酸化物イオン伝導体である三斜晶系構造のビスマス複酸化物。

【請求項2】
Bi468-8x8x89(0<x<1)で表わされる請求項1のビスマス複酸化物。

【請求項3】
酸化ビスマスもしくは加熱されることにより酸化ビスマスに分解される化合物と、五酸化リンもしくは加熱されることにより五酸化リンに分解される化合物とを、酸化ビスマス:五酸化リンのモル比が23:4となるように混合し、この混合物を約950℃以上の温度で加熱溶融し、得られた融液から結晶成長させて、一般式Bi468 89で表わされる三斜晶系の結晶構造をもつ酸化物イオン伝導体のビスマス・リン酸化物単結晶を製造することを特徴とするビスマス複酸化物の製造方法。

【請求項4】
酸化ビスマスもしくは加熱されることにより酸化ビスマスに分解される化合物と、五酸化リンもしくは加熱されることにより五酸化リンに分解される化合物ならびに五酸化バナジウムもしくは加熱されることにより五酸化バナジウムに分解される化合物とを、その割合がモル比でBi2 3 に対するP2 5 とV2 5 の総和の比、すなわちBi2 3 :(P2 5 +V2 5 )が23:4となるように混合し、この混合物を約950℃以下の温度で加熱し、一般式Bi468-8x8x89(0<x<1)で表される三斜晶系の結晶構造をもつ酸化物イオン伝導体のビスマス・リン・バナジウム酸化物固溶体を製造することを特徴とするビスマス複酸化物の製造方法。

【請求項5】
酸化ビスマスもしくは加熱されることにより酸化ビスマスに分解される化合物と、五酸化リンもしくは加熱されることにより五酸化リンに分解される化合物ならびに五酸化バナジウムもしくは加熱されることにより五酸化バナジウムに分解される化合物とを、その割合がモル比でBi2 3 に対するP2 5 とV2 5 の総和の比、すなわちBi2 3 :(P2 5 +V2 5 )が23:4となるように混合し、この混合物を約950℃以上の温度で加熱溶融し、得られた融液から結晶成長させて、一般式Bi468-8x8x89(0<x<1)で表される三斜晶系の結晶構造をもつ酸化物イオン伝導体のビスマス・リン・バナジウム酸化物固溶体単結晶を製造することを特徴とするビスマス複酸化物の製造方法。

【請求項6】
酸化ビスマスもしくは加熱されることにより酸化ビスマスに分解される化合物と、五酸化砒素もしくは加熱されることにより五酸化砒素に分解される化合物とを、酸化ビスマス:五酸化砒素のモル比が23:4となるように混合し、この混合物を約1000℃以下の温度で加熱し、一般式Bi46As889で表わされる三斜晶系の結晶構造をもつ酸化物イオン伝導体のビスマス・砒素酸化物化合物を製造することを特徴とするビスマス複酸化物の製造方法。

【請求項7】
酸化ビスマスもしくは加熱されることにより酸化ビスマスに分解される化合物と、五酸化砒素もしくは加熱されることにより五酸化砒素に分解される化合物とを、酸化ビスマス:五酸化砒素のモル比が23:4となるように混合し、この混合物を約1000℃以上の温度で加熱溶融し、得られた融液から引き上げ法、ブリッジマン法または徐冷法で、一般式Bi46As8 89で表わされる三斜晶系の結晶構造をもつ酸化物イオン伝導体のビスマス・砒素酸化物単結晶を製造することを特徴とするビスマス複酸化物の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP1997072706thum.jpg
出願権利状態 登録
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