報告書番号

Q10023

タイトル（和文）

SrTiO3系ペロブスカイト材料のSOFC部材への応用(2) －不定比組成領域の明確化と焼結中における気孔生成挙動－

タイトル（英文）

Application of SrTiO3-based perovskites to components in SOFC (2) - Nonstoichiometry and pore formation during sintering -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

Laを置換したSrTiO3系ペロブスカイトは、高温円筒横縞形固体酸化物燃料電池(SOFC)のインターコネクタに使用されている。しかしながら、その組成や特性の詳細は明らかにされていないばかりでなく、(Sr1-xLax)TiO3は性質に関する報告も少ない材料である。SOFCに求められる耐久性は5年以上であり、SOFCの早期実用化には材料的な視点からも長期安定性等を確認していくことが必要であり、(Sr1-xLax)TiO3の性質を把握することは重要な課題である。当所は、1400℃でち密焼結注1)が可能な (Sr1-xLax)TiO3微粒子を液相法で合成することに成功したが、ち密に焼結後でも高電気抵抗をもつルドルスデンポッパー(Srn+1TinO3n+1)相が試料内部に残留する問題点があった。この相はAサイト元素が多く必要とするため、Aサイト元素を少なくした組成の(Sr1-xLax)1-yTiO3を合成することでルドルスデンポッパー相の発現抑制やち密性の改善が期待できる。本研究では、固相法により(Sr1-xLax)1-yTiO3を合成し、La置換量とAサイト不定比性を調べ、焼結性との関係を明らかにする。また、Aサイト不定比組成の(Sr0.9La0.1)1-yTiO3を液相法で合成し、その微粒子の焼結性を調べた。

概要 （英文）

The A-site and B-site non-stoichiometry and sintering characteristics of (Sr1-xLax)1-yTi1-zO3 perovskites were studied using samples prepared by solid-state mixing. A-site or B-site deficiency was observed for La-doped SrTiO3 perovskites, and this increased with increasing La content. It was found that A-site and B-site deficiencies increase the density of (Sr1-xLax)1-yTi1-zO3 perovskites. These characteristics may prove useful in the development of solid oxide fuel cell interconnect materials.
The sintering behavior of (Sr0.9La0.1)1-xTi1-yO3 powders (x, y=0, 0.04), synthesized using the Pechini method, has been investigated. Stoichiometric (Sr0.9La0.1)TiO3 showed a single perovskite phase. For the non-stoichiometric samples, TiO2 and Sr2TiO4 phases were observed as secondary phases in the X-ray diffraction patterns of (Sr0.9La0.1)0.96TiO3 and (Sr0.9La0.1)Ti0.96O3, respectively. It was found that during the sintering process, the (Sr0.9La0.1)Ti0.96O3 and (Sr0.9La0.1)TiO3 samples expanded anomalously and then densified, although the powders showed good sinterability. Scanning electron microscopy observation of the samples showed that the volume expansion was caused by pore formation within the samples.

報告者

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