ゾルゲル法を用いたセラミックスファイバーの作製に関する研究(誘電体材料を主成分とする複アルコキシド溶液の合成とその溶液からのセラミックスファイバーの作製とセンサー材

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11555169
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Fukui National College of Technology
• Principal Investigator: 豊田 昌宏 福井工業高等専門学校, 物質工学科, 助教授 (00290742)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安藤 陽 株式会社村田製作所, 材料開発部, 開発1課 課長
• Keywords: ゾルゲル / セラミックスファイバー / センサー / 一次元重合体 / 加水分解 / 重縮合反応 / (Sr,Ba)NbO_3 / 誘電体

Research Abstract

焦電センサーを始めとする各種センサーの機能向上かつ小型化が要求されている。これら要求される特性を満足させるためには、誘電・焦電材料をFiber形状に成形することで高性能小型化が可能となる。本研究では、(Sr,Ba)NbO_3材料を選択し、ゾルゲル法を用い繊維の曳糸を試みた。出発原料のSrおよびBa単アルコキシドを2-ethoxyethanolと共に還流・蒸留精製を行い、Sr,Ba複アルコキシド溶液を合成した。別途2-ethoxyethanolと共に還流・蒸留精製を行ったNbアルコキシドを加え、さらに還流・蒸留精製を行うことによって、Sr,Ba,Nb三成分複アルコキシドを得た。各アルコキシドの合成の確認は、FT-IR等を用いて行った。合成されたSr,Ba,Nb複アルコキシドを酸性条件下で溶媒と共に加水分解を行うことにより、アルコキシドの重縮合反応を行った。重縮合反応の条件を詳細に検討した結果、酸性条件をHClとし、添加する水の量を0.05mol以下とすることで、Fiberの曳糸が可能な一次元の直鎖ができる重縮合反応が溶液内で起こることを見いだした。その結果、溶液の粘度が50〜100cpsiの時に繊維の曳糸性を示した。粘性を示した溶液からの曳糸を試みたところ、長さ3〜5cm、直径50〜100マイクロm程度のゲル繊維が得られた。
今後は、焼成した繊維sampleでのセンサー特性の確認を行う。