1998 Fiscal Year Annual Research Report

ゾル-ゲル・シリカガラス薄膜の低温微細構造制御による高機能化

Research Project

Project/Area Number	08555217
Research Institution	Mie University
Principal Investigator	神谷寛一三重大学, 工学部, 教授 (00024597)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	清水泰雄東燃株式会社, 技術開発研究所, 研究員橋本忠範三重大学, 工学部, 助手 (10271016) 那須弘行三重大学, 工学部, 助教授 (20189179)
Keywords	シリカガラス / コーティング / ゾル-ゲル法 / ポリシラザン法 / アルコキシド / ペルヒドロポリシラザン / X線解析 / 微細構造
Research Abstract	溶液の塗布によってシリカガラス薄膜をコーティングする技術の確立は、半導体、プラスチックスや金属基板の保護や高機能化の観点からますます重要になっている。本研究はそのために開発されているアルコキシドを原料とするゾル-ゲル法とポリシラザン塗膜の空気酸化を利用する方法に関し、問題点を把握し、両方法の長所を組み合わせることによって実用化に近づけるために実施されたものである。ゾル-ゲル法では、コーティングは安価で容易であるが、緻密なガラスにするためには600〜800℃の加熱温度が必要とされているので、果たして原理的にガラス化温度を下げることは可能か否かを知るため、ゲルの微細構造をX線解析法により詳細に調査した。その結果、ゲルはSiO_4四面体の四員環構造から成り、六員環を主体とするガラスにするため熱処理は不可欠であると考えられた。そこで、四員環の生成を抑え、六員環構造をもつゲルの合成法を開発した。しかし、このコーティング膜はなお多孔性であった。一方、ペルヒドロポリシラザン(PHPS)膜は450℃での空気酸化により緻密なガラスコーティング膜に容易に変換される。しかし、さらに低い温度でガラス化を達成するにはSi-H基を除去する必要があることが分かり、その目的に合致するPHPSを合成した。しかし原料は高価であるため、実用化をさらに展開することは困難と判断された。そこで、PHPSを用いる方法と低コストのゾル-ゲル法を組み合わせ、PHPSからのシリカでゾル-ゲルシリカの孔を埋めることを考えた。六員環構造を持つシリカゾルとポリシラザンを例えば9:1で混合してコーティングした膜は、ゾル-ゲル法単独で得られる膜よりも低い温度でガラス化することが分かった。以上の結果は、シリカガラスコーティングの実用展開に資するものである。

Research Products
(7 results)

All Other

All Publications (7 results)

[Publications] Kanichi Kamiya: "X-ray Diffraction of Silica Gels Made by Sol-Gel Method under Different Conditions" J.Non-Crystalline Solids. 240・2. 202-211 (1998)
[Publications] Kanichi Kamiya: "Structure and Thermal Change of Alkoxy-Derived Silica Gel Fibers and Films" Ceramics Transactions. 81・. 21-28 (1998)
[Publications] 清水泰雄: "ポリシラザンを用いたシリカコーティング" 塗装と塗料. No.569. 27-33 (1997)
[Publications] Yasuo Shimizu: "Synthesis of HMDS Radical Terminated Perhydropolysilazane" J.Mater.Sci.33・15. 5025-5028 (1998)
[Publications] Kanichi Kamiya: "Structure Evolution of Perhydropolysilazane during Pyrolysis to Form Silica Glass Films" (発表予定).
[Publications] Kanichi Kamiya: "X-ray Diffraction Study of Silica Gel Prepared from Tetraethyl-Ortho-Silicate by Novel Sol-Gel Method" (発表予定).
[Publications] 神谷寛一: "ゲルテクノロジー(分担)第3編、第2章p.204-216" サイエンス・フォーラム社, 358 (1997)

1998 Fiscal Year Annual Research Report

ゾル-ゲル・シリカガラス薄膜の低温微細構造制御による高機能化

Principal Investigator

神谷 寛一 三重大学, 工学部, 教授 (00024597)

Research Products

[Publications] Kanichi Kamiya: "X-ray Diffraction of Silica Gels Made by Sol-Gel Method under Different Conditions" J.Non-Crystalline Solids. 240・2. 202-211 (1998)

[Publications] Kanichi Kamiya: "Structure and Thermal Change of Alkoxy-Derived Silica Gel Fibers and Films" Ceramics Transactions. 81・. 21-28 (1998)

[Publications] 清水泰雄: "ポリシラザンを用いたシリカコーティング" 塗装と塗料. No.569. 27-33 (1997)

[Publications] Yasuo Shimizu: "Synthesis of HMDS Radical Terminated Perhydropolysilazane" J.Mater.Sci.33・15. 5025-5028 (1998)

[Publications] Kanichi Kamiya: "Structure Evolution of Perhydropolysilazane during Pyrolysis to Form Silica Glass Films" (発表予定).

[Publications] Kanichi Kamiya: "X-ray Diffraction Study of Silica Gel Prepared from Tetraethyl-Ortho-Silicate by Novel Sol-Gel Method" (発表予定).

[Publications] 神谷寛一: "ゲルテクノロジー(分担)第3編、第2章p.204-216" サイエンス・フォーラム社, 358 (1997)

神谷寛一三重大学, 工学部, 教授 (00024597)