目次
◇第1章 誘電セラミックスの温度特性への対応、低抵抗化とその応用◇
第1節 非ペロブスカイト型酸化物における新規強誘電体の設計
1.層状シリケート型化合物
1-1 Bi2SiO5の構造と強誘電性
1-2 Bi2SiO5の強誘電性の起源
1-3 Bi2SiO5の物性制御
2.酸素四面体フレームワークに基づく強誘電体の設計指針
3.アルミネートソーダライト型化合物
3-1 アルミネートソーダライト型化合物の構造と強誘電性
3-2 アルミネートソーダライト型化合物の強誘電性の起源
3-3 間接型強誘電性アルミネートソーダライト型化合物の応用について
第2節 積層セラミックコンデンサの誘電特性と誘電体材料技術
1.積層セラミックコンデンサの構造
2．セラミック誘電体
3.誘電特性と材料技術
3-1 比誘電率
3-2 dcバイアス特性
3-3 耐電圧特性
4.絶縁抵抗の寿命と材料技術
4-1 絶縁抵抗劣化現象
4-2 焼成条件の影響
4-3 ドーピングの影響
4-4 粒界化学の影響
5.エージングと材料技術
5-1 エージング現象
5-2 直流電界下エージング
第3節 高純度チタン酸バリウムの開発と積層セラミックコンデンサへの応用
1.仮焼粉の微構造変化
1-1 TiO2とBaCO3の固相反応中におけるBT仮焼粉の微構造変化
1-2 焼成雰囲気による仮焼粉の微構造変化
2.原料粉末が仮焼プロセスへ与える影響
2-1 原料粉末の小粒径化
2-2 原料粉末の粒度分布
2-3 原料粉末の粒形
第4節 ペロブスカイト強誘電体の作製と圧電性の測定
1.ペロブスカイト強誘電体の作製
1-1 固相焼結法
1-2 水熱合成法
2.圧電体の評価
2-1 分極処理
2-2 圧電モード
2-3 インピーダンス解析による圧電定数の測定
2-4 ベルリンコート（Berlincourt）法
2-5 自発分極の測定と圧電歪の測定
第5節 a及びc軸配向ヘテロエピタキシャルビスマス層状構造強誘電体薄膜の開発
1.a軸配向ヘテロエピタキシャルBNEuT薄膜の作製と特性評価
1-1 BNT薄膜の作製と特性評価
1-1-1 BNT薄膜の作製及び評価法
1-1-2 構造、強誘電及びメモリ特性
1-2 BNT構造のNdサイトをEuで部分置換したBNEuT薄膜の作製と特性評価
1-2-1 BNEuT薄膜の作製及び評価法
1-2-2 構造、強誘電及び圧電特性
1-3 BNEuT薄膜物性に及ぼすスパッタガス圧の影響
1-3-1 BNEuT薄膜の作製及び評価法
1-3-2 構造、成分分析、強誘電及び圧電特性
2.c軸配向ヘテロエピタキシャルBNEuT薄膜の作製と特性評価
2-1 c軸配向膜の作製及び評価法
2-2 構造、強誘電及び圧電特性
第6節 高密度な酸窒化物セラミックス焼結体の作製と強誘電性
1.窒化物および酸窒化物セラミックスの熱安定性
2.酸窒化物セラミックスの焼結体作製法
3.酸窒化物セラミックスの強誘電性
4.酸窒化物セラミックス粉体の合成法
◇第2章 圧電セラミックスの新規開発、圧電性能の向上と応用◇
第1節 多孔性圧電セラミックス材料の開発とその応用
1.ゾルゲル複合体による多孔性圧膜
2.圧電粉体相による特性の影響について
3.ゾルゲル相による特性の影響について
3-1 BiT/PZTにおける分極と超音波測定時のパルス電圧の印加方向の影響について
3-2 BiT/TiO2における分極と超音波測定時のパルス電圧の印加方向の影響について
4.多孔性圧電セラミックスの応用
第2節 水熱法を利用した(Bi1/2K1/2)(ZrxTi1-x)O3非鉛圧電セラミックスの作製
1.PZTの圧電性の起源
2.ビスマス系非鉛圧電セラミックス
3.チタン酸ビスマスカリウム
4.BKZTのセラミックスの作製と圧電特性評価
4-1 BKZT粒子の水熱合成
4-2 BKZTセラミックスの電気特性
第3節 磁場配向法を用いた結晶配向化技術による非鉛圧電セラミックスの圧電特性の向上
1.強磁場による結晶配向技術
1-1 強磁場による結晶配向の原理
1-2 静磁場によるBITの結晶配向
1-3 回転磁場によるSNNの結晶配向
2.圧電特性の向上
2-1 SCNNの合成
2-2 回転磁場によるc軸配向SCNNセラミックスの作製
2-3 圧電特性の評価
2-4 積層配向化による変位特性の向上
3.ハイパワー特性の向上
3-1 連続駆動法によるハイパワー特性
3-2 過渡応答法を組み合わせたハイパワー特性
第4節 無鉛圧電セラミックスの低酸素分圧制御下での作製と評価
1.耐還元BaTiO3系無鉛圧電セラミックス
1-1 無鉛圧電セラミックスとしてのBaTiO3
1-2 無鉛圧電セラミックスへの耐還元性の付与
2.耐還元(Ba,Ca)TiO3圧電セラミックスの組成設計
3.焼結温度域における正確な酸素分圧制御
4.正確な酸素分圧制御下で作製した(Ba1-xCax)TiO3のセラミックスの特性
◇第3章 高周波対応低損失磁性セラミックスの開発◇
第1節 酸化鉄系高周波磁性体薄膜材料の開発
1.フェロックスプラナ型フェライト薄膜
2.マグネトプラムバイト型フェライト薄膜
3.イプシロン型フェライト薄膜
第2節 アルミナ-炭素系の1層型誘電性電波吸収体の設計
1.電波吸収体について
2.設計理論
3.アルミナ-炭素系 電波吸収体の設計
4.対応周波数について
5.電波吸収体の設計と実際に必要なノイズ対策に関して
◇第4章 パワー半導体用セラミックスの高温耐久性の向上と膨張制御技術◇
第1節 高耐熱性スピネル型窒化ケイ素多結晶体の開発
1.高温高圧合成
2.透光性および微細組織
3.弾性的性質、硬さ、破壊靭性
4.空気中での耐熱性、熱膨張率、状態方適式
5.窒化ケイ素のβ?γ平衡相境界
第2節 化学反応を利用した各種金属とセラミックスの複合化プロセスの開発
1. 基礎となる研究
1-1 AlNについて
1-2 セラミックス基複合材料
1-3 in situ合成法
1-4 無加圧浸透法
2.実験方法
2-1 反応浸透法の概要
2-2 試料の作製
3.AlNおよびホウ化物生成に及ぼす諸因子の影響
第3節 窒化ケイ素セラミックス基板の高熱伝導化と機械的・電気的特性
1.高熱伝導セラミックスとメタライズセラミック基板
2.窒化ケイ素焼結体の熱伝導率を支配する要因
3.窒化ケイ素焼結体の高熱伝導化
3-1 組成制御による高熱伝導化
3-2 窒化反応・ポスト焼結法による高熱伝導化
4.高熱伝導窒化ケイ素の特性
4-1 窒化ケイ素の熱的特性の温度依存性
4-2 高熱伝導窒化ケイ素の機械的特性
4-3 高熱伝導窒化ケイ素の電気的特性
第4節 負熱膨張性セラミック微粒子による樹脂の熱膨張制御
1.材料組織効果による巨大負熱膨張
2.層状ルテニウム酸化物セラミック体の巨大負熱膨張
3.β-Cu1.8Zn0.2V2O7セラミック体の巨大負熱膨張
4.材料組織効果型負熱膨張材料の微粒子化
◇第5章 エネルギーデバイス材料・部材向けセラミックスの開発 ◇
第1節 超イオン伝導性ガラスセラミックスの開発
1.ガラスセラミックス固体電解質の作製
2.N5型ガラスセラミックスのNa+伝導性に及ぼすケイ素置換・希土類置換効果
3.N5型ガラスセラミックスのNa＋伝導性に及ぼす結晶化温度・微構造の影響
第2節 超イオン伝導パスを拓く階層構造による
結晶相界面デザインの全固体電池への応用
1.結晶相界面デザインの考え方
2.発達結晶面デザイン：活物質/固体電解質界面、粒界設計
3.Li+拡散経路デザイン：結晶方位制御、経路設計
第3節 ナノコンポジット粒子を用いた電極構造制御による固体酸化物燃料電池の高性能化
1.コンポジット粒子を用いたSOFC電極の複合構造制御
2.コロイドプロセスを用いたナノコンポジット粒子の精密合成によるLT-SOFCの高性能化
第4節 酸化物イオン-電子混合伝導性セラミックスの開発と、それの燃料電池への応用
1.混合伝導性セラミックスの種類
2.混合伝導性セラミックスの酸素透過性
3.混合伝導性セラミックスの固体酸化物形燃料電池の空気極への応用
4.混合伝導性セラミックスの酸素透過性に基づくSOFC空気極の開発
第5節 プロトン導電セラミックを用いた水素デバイスの開発
1.プロトン導電セラミック
2.固体酸化物形燃料電池（SOFC）
3.プロトン導電性セラミックを利用した固体酸化物形燃料電池（PCFC）
4.プロトン導電性セラミックを利用した水素分離膜
5.プロトン導電性セラミックを利用した水素ガスセンサ
第6節 溶融塩法を用いた酸化物熱電変換材料の合成
1.熱電効果
2.酸化物熱電変換材料
3.溶融塩法
4.溶融塩法を用いた酸化物熱電変換材料の合成例
第7節 低圧で放熱する蓄熱セラミックスの開発
1.λ-Ti3O5の発見
2.ブロック型λ-Ti3O5の弱圧力誘起相転移
3.蓄熱特性
4.蓄熱および圧力誘起放熱のメカニズム
第8節 BaCuSeF系透明p型導電膜の作製と太陽電池への応用
1.BaCuSeF系薄膜の作製とCdTe太陽電池への応用
2.トンネル接合を利用したSrCuSeF/ITO積層膜の作製とCdTe太陽電池への応用
◇第6章 光学セラミックスの開発◇
第1節 無機蛍光体の形態制御と表面処理
1.無機蛍光体の形態制御と表面処理
2.酸化イットリウム系蛍光体の形態制御
3.バナジン酸イットリウム系蛍光体の形態制御と表面処理
第2節 近紫外LED励起用高効率蛍光体の開発～高効率ナノ蛍光体の可能性～
1.LED励起型蛍光体の開発と照明器具としての応用
2.希土類添加蛍光体の選択：f-f遷移か？d-f遷移か？
2-1 f-f遷移の特徴
2-2 d-f遷移を利用した蛍光体コンセプト
3.高温でもよく光る材料の開発
3-1 発光効率と非輻射遷移確率
3-2 ゼロ熱消光材料
4.ナノ結晶を用いた高効率蛍光体の開発
4-1 ナノ結晶を使用するメリット
4-2 Ba2SiO4:Eu2+ナノ蛍光体の合成
5.新しいアップコンバージョンナノ蛍光体（UCPL）
6.新規ペロブスカイト型ナノ蛍光体の開発動向
6-1 有機無機ハイブリット・ペロブスカイト型ハライド量子ドット
6-2 Pr3+添加CaTiO3透明蛍光薄膜の開発
第3節 パルス通電焼結によるAl2O3およびMgAl2O4透光性セラミックスの作製
1.パルス通電焼結による透光性Al2O3セラミックスおよび透光性MgAl2O4セラミックス
2.透光性セラミックスを作製する上でのパルス通電焼結の問題点
◇第7章 セラミックスコーティング、製膜の技術開発と成膜の安定化◇
第1節 ゾル?ゲル成膜と転写技術の組合せによるプラスチック基材へのセラミックス薄膜の作製技術
1.液相法に基づくプラスチック基材へのセラミックス薄膜の作製技術の開発の歴史
2.筆者らのゾル?ゲル転写技術
3.より高温で焼成した薄膜の転写
4.薄膜とプラスチック基材の密着性
第2節 常温常圧での亜鉛水酸化物超薄膜の作製と物性
1.有機薄膜太陽電池と金属酸化物
2.アモルファス亜鉛水酸化物薄膜作製、分析、機能
2-1 アモルファス亜鉛水酸化物薄膜を用いた有機薄膜太陽電池性能
2-2 アモルファス亜鉛水酸化物薄膜の分析
2-3 アモルファス亜鉛水酸化物薄膜の表面形状
第3節 セラミックス系ナノシートの機能性コーティング膜への応用
1.セラミックス系ナノシートの合成
2.機能性コーティング膜への応用
第4節 エアロゾルデポジション法により作製したセラミックスコーティングの組織と結晶配向性
1.セラミックス膜の組織と集合組織の一例
2.AD法により形成されたα-Al2O3膜の組織
3.AD法により形成されたα-Al2O3膜の集合組織
4.α-Al2O3膜における集合組織の形成機構
5.α-Al2O3膜の熱処理による組織と集合組織
第5節 多元系セラミックスの高速成膜による超伝導材料の作製技術
1.レーザーCVD
2.レーザーCVDによるCeO2膜の作製
3.レーザーCVDによるYBCO膜の作製
◇第8章 セラミックスの表面加工技術と加工表面の評価◇
第1節 マイクロインプリントプロセスによるセラミックス微細表面パターニング
1.粉末プロセス材料
2.粒子分散処理
3.プロセスの流れ
4.シート上への微細パターニング
5.多層インプリント技術
6.界面制御とSOFCへの応用
7.多階層構造の成形
8.面内圧縮成形プロセス
第2節 導電性セラミックス放電加工表面層における力学的特性評価
1.実験方法
2-1 破壊力学的手法に基づくき裂長さの予測法
2-2 ワイヤカット放電加工条件および研削加工条件
2-3 曲げ試験方法
2-4 残留応力測定方法
2.実験結果および考察
2-1 破壊力学的手法による表面き裂長さ
2-2 研削除去厚さと残存き裂に基づく表面き裂長さ
3.表層部加工変質層の影響
3-1 表面残留応力
3-2 表層部加工変質層
◇第9章 計算科学、シミュレーション、インフォマティクスを利用したセラミックスの開発◇
第1節 計算機化学とインフォマティクスによる材料の熱力学的安定性と反応性
1.計算機化学と熱力学的安定性
1-1 熱力学的安定性とは
1-2 第一原理計算とインフォマティクスによるエンタルピーと自由エネルギーの計算
1-3 熱力学的凸包（Convex Hull）と熱力学的安定性
1-4 なぜ準安定な相は生成するのか？
2.Materials Project
3-1 Materials Projectとは
2-2 物質データ検索のおよび熱力学的凸包の描画
2-3 データの読み込みおよびプログラミング
2-4 インフォマティクスに基づく合成ルート探索
第2節 強誘電体/誘電体研究へのマテリアルズインフォマティクスの展開～マテリアルズインフォマティクスの社会実装の試み～
1.常誘電体高誘電率材料
2.誘電率材料の第一原理計算
3.計算手法
4.特許化
第3節 第一原理電子状態計算を用いたセラミックス材料中の水素固溶状態の解析
1.計算手法
2.完全結晶セラミックス材料中の水素の固溶状態
3.アニオンサイト空孔を含むセラミックス材料中の水素の固溶状態
3-1 セラミックス材料におけるアニオンサイト空孔の形成エネルギー
3-2 アニオンサイト空孔を含むセラミックス材料における水素の固溶状態
4.アニオンサイト置換型不純物を含むセラミックス材料中の水素の固溶状態
4-1 セラミックス材料におけるアニオンサイト置換型不純物の形成エネルギー
4-2 アニオンサイト置換型不純物を含むセラミックス材料における水素の固溶状態
◇第10章 エレクトロニクス用セラミックスの焼結、合成プロセスの省エネルギー化◇
第1節 熱プラズマ法によるセラミックスナノ粒子の作製
1.RF 熱プラズマの特徴
2.ナノ粒子の作製手順
3.セラミックスナノ粒子の作製例
3-1 単成分セラミックス粒子
3-1-1 酸化物ナノ粒子
3-1-2 窒化物ナノ粒子
3-1-3 炭化物ナノ粒子
3-1-4 その他のナノ粒子
3-2 複合粒子
3-2-1 多成分セラミックスナノ粒子
3-2-2 コアシェル構造セラミックスナノ粒子
4.分級処理(粒度調整)による高機能化
第2節 水熱法による圧電セラミックスの製造
1.水熱法による低温製膜
1-1 製膜過程について
1-2 製膜条件と製膜過程の関係
2.水熱製膜による組成拡張
3.配向性圧電セラミックス
3-1 エピタキシャル厚膜の作製
3-2 繰り返し水熱製膜による配向体の作製
第3節 溶液法によるセラミックスの低温合成
1.ゾルゲル法による金属酸化物薄膜の作製
2.ゾルの調製法
2-1 一般的に金属酸化物のゾルゲルコーティングに用いられるゾル
2-2 結晶化したコロイド粒子の水系ゾル
2-2-1 コロイド粒子表面の化学修飾による凝集抑制
2-2-2 解膠による透明な水系ゾル
2-3 金属酸ナノシートのボトムアップ合成
2-3-1 ボトムアップ合成された金属酸ナノシートの合成反応
2-3-2 ボトムアップ合成された金属酸ナノシートの結晶構造
2-3-3 ボトムアップ合成されたチタン酸ナノシートの形態制御
2-4 チタン酸ナノシートゾルを用いたゾルゲル薄膜の作製
3.フレーク状チタン酸ナノシートをビルディングユニットとした酸化チタンナノ材料の水熱合成
第4節 ペロブスカイト型強誘電体・圧電体薄膜の結晶配向性制御による分極特性の改善
1.材料特性の異方性
2.薄膜材料の結晶配向性
3.結晶配向性の制御方法
4.配向制御に基づく材料特性改善の一例
第5節 ミリ波照射によるセラミックスの低温・迅速焼成と特性向上
1.AlNセラミックスのポストHIP処理後の特性におよぼすミリ波焼成の影響
1-1 実験方法
1-2 結果と考察
1-2-1 密度測定結果（ミリ波焼成のみ）
1-2-2 熱伝導率測定結果（ミリ波焼成のみ）
1-2-3 ポストHIP処理後の相対密度と熱伝導率
2.ミリ波加熱による相互拡散の促進
2-1 ミリ波加熱による相互拡散
2-1-1 試料作製
2-1-2 拡散アニール
2-1-3 評価
2-2 実験結果
2-2-1 Matano界面の比較
2-2-2 相互拡散係数の比較
2-2-3 温度依存性と活性化エネルギー
2-2-4 ミリ波吸収特性の比較
2-3 焼結挙動
第6節 腐食合成法による機能性セラミックスの作製
1.腐食現象とセラミックス合成への応用
2.腐食合成法の考え方
2-1 作製方針としての電位-pH図の活用
2-2 腐食反応
3.腐食合成法により作製したセラミックス
3-1 アルミニウム系セラミックス
3-2 チタン系セラミックス
3-3 タングステン系セラミックス
第7節 誘電体ナノキューブの自己組織化を利用した集積技術の開発
1.水熱反応によるチタン酸バリウム系ナノキューブの合成
2.自己組織化を利用したチタン酸バリウム系ナノキューブの秩序配列集積体の作製と秩序配列集積をもたらす因子の定量評価
3.チタン酸バリウム系ナノキューブ秩序配列集積体の特異な誘電特性とその起源
4.ナノクリスタルの自己組織化制御による機能性デバイス実現のための課題と可能性
第8節 エクセルギーの視点で考えるセラミックスの省エネプロセス
1.エクセルギーの基礎
1-1 人工物における拡散と凝集
1-2 エクセルギーとは何か
1-3 環境を基準とすることの工学的意義
1-4 エントロピーとエクセルギーを繋ぐグイ・ストドラの定理6）
1-5 エクセルギーの定義
1-6 物質やエネルギーの持つエクセルギーの計算方法
1-6-1 酸素，窒素，炭素1）
1-6-2 非酸化物セラミックス
1-6-3 有機化合物、燃料
2.エクセルギーの応用
2-1 セラミックスプロセスのエクセルギー解析
2-2 地球規模の視点で考える人工物システム
2-2-1 複雑化・ネットワーク化する人工物製造システム
2-2-2 データベースの整備と普及に向けた取り組み
2-2-3 もう一つの視点;非平衡定常開放系
第9節 多孔質Co3O4薄膜の低温合成と電気化学的評価
1.Co3O4薄膜の性質と期待される用途
2.溶液燃焼（Solution Combustion）法
3.金属有機構造体(Metal Organic Framework, MOF)熱分解法
◇第11章 セラミックスの特性、物性と配向制御技術◇
第1節 セラミックスの破壊メカニズムと力学的および統計的特性
1.破壊メカニズム
1-1 き裂先端近傍の応力場と応力拡大係数
1-2 破壊規準
1-3 巨視的な破面の特徴
2.破壊の確率論
2-1 最弱リンク説とワイブル分布
2-2 ワイブル分布による統計解析
2-3 一軸不均一応力場の場合
3.強度試験方法
3-1 引張試験
3-2 曲げ強さ試験
4.強度試験結果と強度解析事例
4-1 破面形態
4-2 強度評価
第2節 磁場を用いたセラミックスの結晶配向微構造制御技術
1.磁場配向プロセスの基礎
1-1 磁場配向の原理
1-2 磁場配向を可能とするコロイドプロセス
2.磁場配向の実際
2-1 酸化チタンの配向
2-2 酸化亜鉛の配向(回転磁場)
2-3 圧電セラミックスの配向制御
2-4 形状異方性粒子と磁場を用いた多軸配向
◇第12章 セラミックスの特性評価手法、状態観察手法◇
第1節 ラマン法によるセラミックスの誘電特性評価-応力と酸素欠陥の評価-
1.MLCCの粒配向及び残留応力の評価
2.BTO単結晶及びMLCCの酸素欠損評価
第2節 セラミックス信頼性向上のための不均質構造評価とその制御
1.セラミックスの強度に及ぼす粗大気孔形成過程の評価
1-1 焼結体中に存在する微量粗大気孔の評価
1-2 成形体、顆粒体中に存在する微量粗大気孔の評価
2.セラミックスの強度に及ぼす粗大（凝集）粒子形成過程の評価
2-1 焼結体中に存在する微量粗大粒子の評価
2-2 原料粉体中に存在する微量粗大粒子の評価
第3節 高温その場透過電子顕微鏡法によるセラミックス遮熱コーティングの観察
1.高温その場透過電子顕微鏡法
1-1 透過電子顕微鏡観察の特徴
1-2 その場観察法
1-3 その場高温観察法
1-4 透過電子顕微鏡の試料加熱法
1-4-1 加熱装置開発の基本的方針
1-4-1-1 安定な温度制御
1-4-1-2 少ない発熱量
1-4-1-3 十分な熱遮蔽と冷却
1-4-1-4 ガス放出の抑制
1-4-1-5 電子レンズに擾乱を与えない加熱機構
1-4-2 各種加熱方法
1-4-2-1 試料通電法
1-4-2-2 ヒーター法
1-4-2-2-1 細線型ヒーター
1-4-2-2-2 網型ヒーター
1-4-2-2-3 炉型ヒーター
1-4-2-3 レーザー照射法
2.観察例：セラミックス遮熱コーティング
2-1 試料
2-2 加熱条件
2-3 観察結果
第4節 電子セラミックスの微細組織、組成、電子状態の評価
1.微細構造・微細組織の評価
1-1 回折法の原理
1-2 電子回折法の実例
1-3 STEMの原理
1-4 STEM観察の実際
1-5 STEM像解釈の注意点:結晶中での電子線の伝搬挙動
2.EDXによる局所組成分析
2-1 セラミックスの組成分析
2-2 XRFの原理
2-3 定性分析
2-4 定量分析
3.EELSによる局所電子状態評価
3-1 電子状態
3-2 EELSのスペクトルの概要
3-3 エッジの意味
3-4 価電子励起スペクトルの解釈
3-5 内殻電子励起スペクトルの解釈
3-6 ELNESの解析例
3-7 空間分解能と非局在性
第5節 ガラスおよび結晶化ガラスにおける非結晶状態の透過型電子顕微鏡その場観察
1.実験方法
1-1 試料作製
1-2 透過型電子顕微鏡（TEM）観察
1-3 結晶化度の計算
2.硫化物ガラスのイオン伝導率と結晶化過程
第6節 高温におけるセラミックスの結晶構造解析
1.中性子回折測定用試料加熱装置の開発
2.超高分解能放射光X線回折測定のための試料高温加熱装置の開発
