Na₂O-Y₂O₃-Al₂O₃-SiO₂系結晶化ガラスの合成とNa⁺導電性

抄録

Na₂O-R₂O₃-SiO₂（R=希土類元素）系化合物は、組成や結晶化熱処理温度によってNa₃YSi₃O₉（N3型）、Na₅YSi₄O₁₂（N5型）、Na₉YSi₆O₁₈（N9型）の結晶相を持つ。中でもN5型は、SiO₂四面体の12員環構造を希土類元素Rが結合した3次元のトンネル構造を持ち、この内部をNa⁺が電荷キャリアーとなって通るため、安定で高いイオン導電性を持つことが知られている。本研究ではRをYとして、4価のSiを、3価のAlで一部置換することで、キャリアーであるNa⁺の量が増加して電導度が向上すると考え、一般組成式Na_3+3x+yY_1-xAl_ySi_3-yO₉からなるN5型単一相の結晶化ガラスを作製し、その導電性を検討した。その結果、300℃での電導度は3.13×10^-2 S/cm、活性化エネルギーは20.2 kJ/molの値を示した。