JP3443638B2 - 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 - Google Patents
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Info
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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
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】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。
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。
【０００２】
【従来の技術】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 Ｏ3 ）と五酸化バナジウム（Ｖ2 Ｏ5 ）の二成
分系で、一般式Ｂｉ2 ＶＯ 5.5 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。
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 Ｏ3 ）と五酸化バナジウム（Ｖ2 Ｏ5 ）の二成
分系で、一般式Ｂｉ2 ＶＯ 5.5 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。
【０００３】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。
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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、ビスマス
複酸化物系での酸化物イオン伝導体として有望な系を探
索し、その結果、酸化ビスマスと三酸化タングステンの
系に注目した。本二成分系には、酸化ビスマスに富む側
に二つの固溶体が、さらに、二つの化合物がモル比Ｂｉ
2 Ｏ3 ：ＷＯ3 が１：１と１：２の組成に存在すること
が知られている。
複酸化物系での酸化物イオン伝導体として有望な系を探
索し、その結果、酸化ビスマスと三酸化タングステンの
系に注目した。本二成分系には、酸化ビスマスに富む側
に二つの固溶体が、さらに、二つの化合物がモル比Ｂｉ
2 Ｏ3 ：ＷＯ3 が１：１と１：２の組成に存在すること
が知られている。
【０００５】この中で、酸化ビスマスに対する三酸化タ
ングステンの濃度が２１．３〜２６．３モル％の領域、
すなわち、一般式Ｂｉ1-x Ｗx Ｏ1.5+l.5x（ｘ＝０．１
１９〜０．１５１）で示される固溶体は、図１に示すよ
うに、細線で描かれた格子定数が５．６Åと見積もられ
る擬面心立方晶系を副格子とする、正方晶系に属する太
線で示された超格子構造をもち、かなり高い酸化物イオ
ン伝導を示すことが再確認された。太線が正方晶格子
（ａ、ｃ）であり、細線が副格子（ａ´）を示し、各副
格子の面心と隅の位置を金属原子（ビスマスとタングス
テン）が占めている。
ングステンの濃度が２１．３〜２６．３モル％の領域、
すなわち、一般式Ｂｉ1-x Ｗx Ｏ1.5+l.5x（ｘ＝０．１
１９〜０．１５１）で示される固溶体は、図１に示すよ
うに、細線で描かれた格子定数が５．６Åと見積もられ
る擬面心立方晶系を副格子とする、正方晶系に属する太
線で示された超格子構造をもち、かなり高い酸化物イオ
ン伝導を示すことが再確認された。太線が正方晶格子
（ａ、ｃ）であり、細線が副格子（ａ´）を示し、各副
格子の面心と隅の位置を金属原子（ビスマスとタングス
テン）が占めている。
【０００６】一般式Ｂｉ0.875 Ｗ0.125 Ｏ1.6875、すな
わち、ＷＯ3 が２２．２２モル％の組成の相の格子定数
は、ａ＝１２．５１４Å、ｃ＝１１．２２４Åであり、
入射Ｘ線にＣｕＫαを用いた、その粉末Ｘ線回折の結果
を図２に示す。また、電気伝導度の温度変化として絶対
温度の逆数による電気伝導度の常用対数、いわゆるアレ
ニウス・プロットを図３に示す。
わち、ＷＯ3 が２２．２２モル％の組成の相の格子定数
は、ａ＝１２．５１４Å、ｃ＝１１．２２４Åであり、
入射Ｘ線にＣｕＫαを用いた、その粉末Ｘ線回折の結果
を図２に示す。また、電気伝導度の温度変化として絶対
温度の逆数による電気伝導度の常用対数、いわゆるアレ
ニウス・プロットを図３に示す。
【０００７】本発明は、この知見に基づき、上記固溶体
のタングステンの一部をコバルトまたはニオブ原子で置
換することにより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
とを目的とする。
のタングステンの一部をコバルトまたはニオブ原子で置
換することにより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
とを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のビスマス・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は、一般式Ｂｉ1-x Ｗ
x-xyＣｏxyＯ1.5+l.5x-2 xy（０．１１９≦ｘ≦０．１５
１，０＜ｙ≦０．１０）および一般式Ｂｉ1-x Ｗ x-xzＮ
ｂxzＯ1.5+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
ことを特徴とし、酸化物イオン伝導体用材料としてその
目的を達成するため、種々の分野で使用される。
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は、一般式Ｂｉ1-x Ｗ
x-xyＣｏxyＯ1.5+l.5x-2 xy（０．１１９≦ｘ≦０．１５
１，０＜ｙ≦０．１０）および一般式Ｂｉ1-x Ｗ x-xzＮ
ｂxzＯ1.5+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
ことを特徴とし、酸化物イオン伝導体用材料としてその
目的を達成するため、種々の分野で使用される。
【０００９】このビスマス・タングステン・コバルト酸
化物固溶体は、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
らに酸化コバルト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、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℃
以下の温度で加熱することにより製造される。
化物固溶体は、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
らに酸化コバルト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、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℃
以下の温度で加熱することにより製造される。
【００１０】また、ビスマス・タングステン・ニオブ酸
化物固溶体は、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、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８５
０℃以下の温度で加熱することにより製造される。
化物固溶体は、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、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８５
０℃以下の温度で加熱することにより製造される。
【００１１】本発明のビスマス・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
酸化物固溶体は、一般式がそれぞれＢｉ1-x Ｗx-xyＣｏ
xyＯ 1.5+l.5x-2xy（０．１１９≦ｘ≦０．１５１，０＜
ｙ≦０．１０）およびＢｉ1- x Ｗx-xzＮｂxzＯ
1.5+1.5x-0.5xz（０．１１９≦ｘ≦０．１５１，０＜ｚ
≦０．３）で表され、正方晶系に属する結晶構造をもつ
新規な酸化物固溶体である。
ト酸化物固溶体およびビスマス・タングステン・ニオブ
酸化物固溶体は、一般式がそれぞれＢｉ1-x Ｗx-xyＣｏ
xyＯ 1.5+l.5x-2xy（０．１１９≦ｘ≦０．１５１，０＜
ｙ≦０．１０）およびＢｉ1- x Ｗx-xzＮｂxzＯ
1.5+1.5x-0.5xz（０．１１９≦ｘ≦０．１５１，０＜ｚ
≦０．３）で表され、正方晶系に属する結晶構造をもつ
新規な酸化物固溶体である。
【００１２】これらの酸化物固溶体は、一般式Ｂｉ1-x
Ｗx Ｏ1.5+1.5x（０．１１９≦ｘ≦０．１５１）で示さ
れるビスマス・タングステン酸化物固溶体のタングステ
ンの一部をコバルトあるいはニオブで置換したものであ
ることから、ビスマス・タングステン酸化物固溶体と同
一の結晶構造をもつ。酸化コバルトおよび五酸化ニオブ
の添加量がそれぞれｙ＞０．１０、ｚ＞０．３０となる
と単一相とはならず、未知の相との混合物となってしま
う。
Ｗx Ｏ1.5+1.5x（０．１１９≦ｘ≦０．１５１）で示さ
れるビスマス・タングステン酸化物固溶体のタングステ
ンの一部をコバルトあるいはニオブで置換したものであ
ることから、ビスマス・タングステン酸化物固溶体と同
一の結晶構造をもつ。酸化コバルトおよび五酸化ニオブ
の添加量がそれぞれｙ＞０．１０、ｚ＞０．３０となる
と単一相とはならず、未知の相との混合物となってしま
う。
【００１３】一般式Ｂｉ0.875 Ｗ0.1125Ｃｏ0.0125Ｏ
1.6625（ｘ＝０．１２５，ｙ＝０．１に相当する）で表
されるビスマス・タングステン・コバルト酸化物固溶体
に属する相の粉末Ｘ線回折結果を図４に、また示差熱分
析結果を図５に示す。基本相であるビスマス・タングス
テン酸化物固溶体の場合の粉末Ｘ線回折結果である図２
との比較から明らかなように、両者の回折パターンは相
似しており、同一の結晶構造をもっていることが認めら
れる。
1.6625（ｘ＝０．１２５，ｙ＝０．１に相当する）で表
されるビスマス・タングステン・コバルト酸化物固溶体
に属する相の粉末Ｘ線回折結果を図４に、また示差熱分
析結果を図５に示す。基本相であるビスマス・タングス
テン酸化物固溶体の場合の粉末Ｘ線回折結果である図２
との比較から明らかなように、両者の回折パターンは相
似しており、同一の結晶構造をもっていることが認めら
れる。
【００１４】また、図５に示された示差熱分析の加熱曲
線は、８３０℃で分解溶融が生じていることを示してお
り、したがって、出発物質の固相反応による合成は、８
３０℃以下の温度で行われることを必要とする。
線は、８３０℃で分解溶融が生じていることを示してお
り、したがって、出発物質の固相反応による合成は、８
３０℃以下の温度で行われることを必要とする。
【００１５】一般式Ｂｉ0.875 Ｗ0.1 Ｎｂ0.025 Ｏ
1.675 （ｘ＝０．１２５，ｚ＝０．２に相当する）で表
されるビスマス・タングステン・ニオブ酸化物固溶体に
属する相の粉末Ｘ線回折結果を図６に、その示差熱分析
結果を図７に示す。この場合も、ビスマス・タングステ
ン酸化物固溶体の場合と同一の構造を有すること、なら
びに固相反応による合成は、相転移が生ずる８５０℃以
下の温度が望ましいことを示している。
1.675 （ｘ＝０．１２５，ｚ＝０．２に相当する）で表
されるビスマス・タングステン・ニオブ酸化物固溶体に
属する相の粉末Ｘ線回折結果を図６に、その示差熱分析
結果を図７に示す。この場合も、ビスマス・タングステ
ン酸化物固溶体の場合と同一の構造を有すること、なら
びに固相反応による合成は、相転移が生ずる８５０℃以
下の温度が望ましいことを示している。
【００１６】
【実施例】実施例１
純度９９．９％以上の酸化ビスマス（Ｂｉ2 Ｏ3 ）と純
度９９．９％以上の三酸化タングステン（ＷＯ3 ）およ
び純度９９．９％以上の酸化コバルト（ＣｏＯ）をそれ
ぞれの割合が７７．７８モル％、２０．００モル％、お
よび２．２２モル％となるように秤量し、メノウ乳鉢中
で十分に混合した。得られた混合物を白金ルツボに充填
し、カンタル線発熱体を備えた電気炉にチャージした。
電気炉内で、混合物を室温から加熱し、８００℃に２０
時間保持した。次いで、白金ルツボを電気炉から取り出
し、生成物をメノウ乳鉢中で十分に粉砕混合した。さら
に、同様な手順によって８００℃に２０時間保持する熱
処理を施し、ビスマス・タングステン・コバルト酸化物
固溶体に属する均一相を合成した。
度９９．９％以上の三酸化タングステン（ＷＯ3 ）およ
び純度９９．９％以上の酸化コバルト（ＣｏＯ）をそれ
ぞれの割合が７７．７８モル％、２０．００モル％、お
よび２．２２モル％となるように秤量し、メノウ乳鉢中
で十分に混合した。得られた混合物を白金ルツボに充填
し、カンタル線発熱体を備えた電気炉にチャージした。
電気炉内で、混合物を室温から加熱し、８００℃に２０
時間保持した。次いで、白金ルツボを電気炉から取り出
し、生成物をメノウ乳鉢中で十分に粉砕混合した。さら
に、同様な手順によって８００℃に２０時間保持する熱
処理を施し、ビスマス・タングステン・コバルト酸化物
固溶体に属する均一相を合成した。
【００１７】得られた生成物を分析した結果、一般式Ｂ
ｉ0.875 Ｗ0.1125Ｃｏ0.0125Ｏ1.66 25（ｘ＝０．１２
５，ｙ＝０．１に相当する）で表される正方晶系に属す
る相であり、その格子定数はａ＝１２．５０１Å、ｃ＝
１１．２１８Åであった。本均一相の粉末Ｘ線回折パタ
ーンを図４に示す。
ｉ0.875 Ｗ0.1125Ｃｏ0.0125Ｏ1.66 25（ｘ＝０．１２
５，ｙ＝０．１に相当する）で表される正方晶系に属す
る相であり、その格子定数はａ＝１２．５０１Å、ｃ＝
１１．２１８Åであった。本均一相の粉末Ｘ線回折パタ
ーンを図４に示す。
【００１８】得られた粉末の円盤状圧粉成形体を焼結
し、焼結体について電気伝導度および酸化物イオン輸率
の温度依存性を調査した。電気伝導度と温度との関係を
アレニウス・プロットの様式で図８に、酸化物イオン輸
率と温度との関係を図９に示す。これらの結果から、本
発明で得られたコバルトを含む酸化物固溶体は、基本相
であるビスマス・タングステン酸化物固溶体よりも優れ
た酸化物イオン伝導体であることが判る。
し、焼結体について電気伝導度および酸化物イオン輸率
の温度依存性を調査した。電気伝導度と温度との関係を
アレニウス・プロットの様式で図８に、酸化物イオン輸
率と温度との関係を図９に示す。これらの結果から、本
発明で得られたコバルトを含む酸化物固溶体は、基本相
であるビスマス・タングステン酸化物固溶体よりも優れ
た酸化物イオン伝導体であることが判る。
【００１９】実施例２
純度９９．９％以上の酸化ビスマス（Ｂｉ2 Ｏ3 ）と純
度９９．９％以上の三酸化タングステン（ＷＯ3 ）およ
び純度９９．９％以上の五酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5 ）を
それぞれの割合が７９．５５モル％、１８．１８モル
％、および２．２７モル％となるように秤量し、メノウ
乳鉢中で十分に混合した。得られた混合物を白金ルツボ
に充填し、カンタル線発熱体を備えた電気炉にチャージ
した。電気炉内で、混合物を室温から加熱し、８００℃
に２０時間保持した。次いで、白金ルツボを電気炉から
取り出し、生成物をメノウ乳鉢中で十分に粉砕混合し
た。さらに、同様な手順によって８００℃に２０時間保
持する熱処理を施し、ビスマス・タングステン・ニオブ
酸化物固溶体に属する均一相を合成した。
度９９．９％以上の三酸化タングステン（ＷＯ3 ）およ
び純度９９．９％以上の五酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5 ）を
それぞれの割合が７９．５５モル％、１８．１８モル
％、および２．２７モル％となるように秤量し、メノウ
乳鉢中で十分に混合した。得られた混合物を白金ルツボ
に充填し、カンタル線発熱体を備えた電気炉にチャージ
した。電気炉内で、混合物を室温から加熱し、８００℃
に２０時間保持した。次いで、白金ルツボを電気炉から
取り出し、生成物をメノウ乳鉢中で十分に粉砕混合し
た。さらに、同様な手順によって８００℃に２０時間保
持する熱処理を施し、ビスマス・タングステン・ニオブ
酸化物固溶体に属する均一相を合成した。
【００２０】得られた生成物を分析した結果、一般式Ｂ
ｉ0.875 Ｗ0.1 Ｎｂ0.025 Ｏ1.675（ｘ＝０．１２５，
ｚ＝０．２に相当する）で表される正方晶系に属する相
であり、その格子定数はａ＝１２．４９９Å、ｃ＝１1.
２１０Åであった。本均一相の粉末Ｘ線回折パターンを
図５に示す。
ｉ0.875 Ｗ0.1 Ｎｂ0.025 Ｏ1.675（ｘ＝０．１２５，
ｚ＝０．２に相当する）で表される正方晶系に属する相
であり、その格子定数はａ＝１２．４９９Å、ｃ＝１1.
２１０Åであった。本均一相の粉末Ｘ線回折パターンを
図５に示す。
【００２１】得られた粉末の円盤状圧粉成形体を焼結
し、焼結体について電気伝導度および酸化物イオン輸率
の温度依存性を検討した。電気伝導度と温度との関係を
アレニウス・プロットの様式で図１０に、酸化物イオン
輸率と温度との関係を図１１に示す。これらの結果か
ら、本発明で得られたニオブを含む酸化物固溶体は、基
本相であるビスマス・タングステン酸化物固溶体よりも
優れた酸化物イオン伝導体であることが認められる。
し、焼結体について電気伝導度および酸化物イオン輸率
の温度依存性を検討した。電気伝導度と温度との関係を
アレニウス・プロットの様式で図１０に、酸化物イオン
輸率と温度との関係を図１１に示す。これらの結果か
ら、本発明で得られたニオブを含む酸化物固溶体は、基
本相であるビスマス・タングステン酸化物固溶体よりも
優れた酸化物イオン伝導体であることが認められる。
【００２２】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のビスマ
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は、正方晶系に
属する結晶構造をもつ新規な組成の固溶体であり、酸化
物イオンに関して優れた伝導性と高い輸率を示すことか
ら、センサー材料、酸素ポンプ材料、燃料電池材料等の
高機能酸化物イオン伝導体として使用される。
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は、正方晶系に
属する結晶構造をもつ新規な組成の固溶体であり、酸化
物イオンに関して優れた伝導性と高い輸率を示すことか
ら、センサー材料、酸素ポンプ材料、燃料電池材料等の
高機能酸化物イオン伝導体として使用される。
【図１】固溶体Ｂｉ1-x Ｗx Ｏ1.5+1.5x（ｘ＝０．１１
９〜０．１５１）の擬面心立方晶副格子と正方晶超格子
の軸関係。
９〜０．１５１）の擬面心立方晶副格子と正方晶超格子
の軸関係。
【図２】固溶体Ｂｉ0.875 Ｗ0.125 Ｏ1.6875の粉末Ｘ線
回折パターン（使用Ｘ線はＣｕＫα）を示すグラフであ
る。
回折パターン（使用Ｘ線はＣｕＫα）を示すグラフであ
る。
【図３】固溶体Ｂｉ0.875 Ｗ0.125 Ｏ1.6875の電気伝導
度（σ）に関するアレニウス・プロットを示すグラフで
ある。
度（σ）に関するアレニウス・プロットを示すグラフで
ある。
【図４】固溶体Ｂｉ0.875 Ｗ0.1125Ｃｏ0.0125Ｏ1.6625
の粉末Ｘ線回折パターン（使用Ｘ線はＣｕＫα）を示す
グラフである。
の粉末Ｘ線回折パターン（使用Ｘ線はＣｕＫα）を示す
グラフである。
【図５】固溶体Ｂｉ0.875 Ｗ0.1125Ｃｏ0.0125Ｏ1.6625
の示差熱分析曲線を示すグラフである。
の示差熱分析曲線を示すグラフである。
【図６】固溶体Ｂｉ0.875 Ｗ0.1 Ｎｂ0.025 Ｏ1.675 の
粉末Ｘ線回折パターン（使用Ｘ線はＣｕＫα）を示すグ
ラフである。
粉末Ｘ線回折パターン（使用Ｘ線はＣｕＫα）を示すグ
ラフである。
【図７】固溶体Ｂｉ0.875 Ｗ0.1 Ｎｂ0.025 Ｏ1.675 の
示差熱分析曲線を示すグラフである。
示差熱分析曲線を示すグラフである。
【図８】固溶体Ｂｉ0.875 Ｗ0.1125Ｃｏ0.0125Ｏ1.6625
の電気伝導度（σ）に関するアレニウス・プロットを示
すグラフである。
の電気伝導度（σ）に関するアレニウス・プロットを示
すグラフである。
【図９】固溶体Ｂｉ0.875 Ｗ0.1125Ｃｏ0.0125Ｏ1.6625
の酸化物イオン輸率の温度変化を示すグラフである。
の酸化物イオン輸率の温度変化を示すグラフである。
【図１０】固溶体Ｂｉ0.875 Ｗ0.1 Ｎｂ0.025 Ｏ1.675
の電気伝導度（σ）に関するアレニウス・プロットを示
すグラフである。
の電気伝導度（σ）に関するアレニウス・プロットを示
すグラフである。
【図１１】固溶体Ｂｉ0.875 Ｗ0.1 Ｎｂ0.025 Ｏ1.675
の酸化物イオン輸率の温度変化を示すグラフである。
の酸化物イオン輸率の温度変化を示すグラフである。
Claims (4)
- 【請求項１】 一般式Ｂｉ1-x Ｗx-xyＣｏxyＯ
1.5+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 Ｗx-xzＮｂxzＯ
1.5+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 Ｏ3 ）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 Ｗx-xyＣｏxyＯ1.5+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 Ｏ5 ）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０．１
１９≦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 Ｗx-xzＮｂxzＯ1.5+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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000006054A JP3443638B2 (ja) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000006054A JP3443638B2 (ja) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | 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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001199727A JP2001199727A (ja) | 2001-07-24 |
| JP3443638B2 true JP3443638B2 (ja) | 2003-09-08 |
Family
ID=18534646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000006054A Expired - Lifetime JP3443638B2 (ja) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3443638B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005170783A (ja) * | 2003-11-21 | 2005-06-30 | National Institute For Materials Science | ビスマス・テルビウム・タングステン酸化物固溶体からなる電気伝導材料及びその製造方法 |
| JP2007035346A (ja) * | 2005-07-25 | 2007-02-08 | National Institute For Materials Science | テルビウム・ビスマス・タングステン酸化物固溶体からなる電気伝導材料及びその製造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111437824B (zh) * | 2020-05-18 | 2021-11-30 | 辽宁大学 | 3D层状微花结构CoWO4@Bi2WO6 Z型异质结复合催化剂及其制备方法和应用 |
-
2000
- 2000-01-11 JP JP2000006054A patent/JP3443638B2/ja not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
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| JP2007035346A (ja) * | 2005-07-25 | 2007-02-08 | National Institute For Materials Science | テルビウム・ビスマス・タングステン酸化物固溶体からなる電気伝導材料及びその製造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001199727A (ja) | 2001-07-24 |
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