【研究分野】無機工業化学

【研究領域課題番号】11450331 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

窒化物 / 炭化物 / 高次構造 / ゾルーゲル法 / 微小重力 / MOCVD / 誘電体 / 薄膜 / インターカレーション法 / 熱電特性 / サイアロン / 複合ペロブスカイト / 誘電特性 / レーザ誘起CVD法 / 巨大磁化

【研究成果の概要】

本研究は次の3グループ間の密接な連携によって課題研究を遂行した。
固相反応による無機材料創製グループ:インターカレーション法、燃焼合成法、レザーアブレイション法による固相反応プロセスを駆使し、高強度を持つマシナブルSi_3N_4/BN複合材料の開発、触媒能が傾斜したゼオライト材料の作製、Ba_yFe_xCo_<4-x>Sb_<12>の合成とその熱電特性、熱還元反応によるCa-α-サイアロンの作製、Gd_3GaO_6の結晶構造の解明とマルテンサイト転移の発見、複合プロブスカイトのAサイトイオン置換に伴う結晶構造と誘電特性の解明、さらに、セリアで被覆したアルミナ長繊維での界面反応を明らかにし、組成、界面構造や高次構造制御による機能制御を確立し、新しい高温構造材料、電子材料、超硬材料の合成に成功した。液相反応による無機材料創製グループ:ゾルーゲル法、融液の徐冷および急冷法、水熱合成法などのプロセスを利用して、高酸素イオン伝導性を有する希土類ケイ酸単結晶の合成、自己組織膜上のTiO_2薄膜作製とマイクロパターンニング、Ba_2NaNb_5O_<15>薄膜の合成と誘電特性、アナターゼ微結晶高分散SiO_2膜の合成、水熱反応による新規カーボン膜の作製を行い、サイズ、形状、形態、組織の制御を行う。この制御を通して新しい機能発現を図った。気相反応による無機材料創製グループ:CVD,スパッタリングとレーザ誘起CVDによるZrN_x-SiN_xやZrN_x-GeN_x人工格子の作製とその超伝導性、Fe/AlNとFe/Nb多層薄膜における巨大磁化とその界面反応、SiC-BN複合粒子から成る焼結体作製、さらに、サイアロンの水蒸気酸化の機構を解明し、組成とミクロ構造、基板との界面構造との関係を明らかにした。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1999 - 2000

【配分額】5,800千円 (直接経費: 5,800千円)

【研究分野】高分子構造物性(含繊維)

【研究領域課題番号】04302055 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

高分子結晶 / 結晶成長 / 平衡融解温度 / 高次構造 / モルフォロジー / レジーム転移 / 核形成 / 薄膜 / 剛直性高分子 / ブレンド / 界面 / 平衝融取温度 / 糀形成

【研究成果の概要】

1.高分子の結晶化と高次構造形成過程は過冷却度が重要なパラメータとして記述されるので結晶の平衡融点の確立が重要である。ポリスチレンでは従来の値より20Kも高いことが示された。ポリエチレンでは、精密な相図が三重点も含めて決定された。2.ポリスチレンのラメラでは結晶芯が著しく薄く、このラメラの増殖・分岐がラセン転位により起こり、球晶の形成が行なわれることが示された。融液成長の電子顕微鏡による直接観察が初めて行なわれ、結晶-融液界面が薄く成長速度が遅くなっていることが見出された。3.ポリエチレンの融液・溶液成長の精密な実験が行なわれ、単一核成長(レジームI)から多数核成長(レジームII)への転移には六角形からレンズ形への形態変化を伴うことが示された。4.剛直性高分子であるポリパラフェニレンベンゾビスチアゾールとポリテトラフルオロエチレンでは、結晶化温度とモルフォロジーが明らかにされた。すなわち、foldが不可能のため、分子鎖方向に伸びたフィブリルが高次構造であるが、結晶化温度・熱処理温度が高くなると分子鎖に垂直方向に伸びたフィブリルが発達する。5.共重合体として強誘電性高分子であるフッ素系高分子の分極構造が明らかにされた。この構造は世界で初めて観測されたもので、高分子強誘電体が通常の強誘電体と同じカテゴリに入ることが示された。また、PETを含む共重合体の共結晶化が発見された。6.混合系では結晶性と非晶性の高分子の混合系(PEO/PMMA,PVDF/PMMA,PCL/PVME)の結晶化とラメラ構造・球晶が研究され、これらの構造形成に高分子の拡散の効果が重要であることが指摘された。7.結晶の形と厚さについての理論とシミュレーションは実験結果を定性的に再現し、定量的に比較する段階に到達した。

【研究種目】総合研究(A)

【研究期間】1992 - 1993

【配分額】1,700千円 (直接経費: 1,700千円)