噴霧法による蛍光体ナノ粒子の大量合成と白色LEDへの応用
Project/Area Number |
06F06160
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Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 外国 |
Research Field |
Properties in chemical engineering process/Transfer operation/Unit operation
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Research Institution | Hiroshima University |
Principal Investigator |
奥山 喜久夫 Hiroshima University, 大学院・工学研究科, 教授
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
WANG Weinig 広島大学, 大学院・工学研究科, 外国人特別研究員
WANG Weining 広島大学, 大学院工学研究科, 外国人特別研究員
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Project Period (FY) |
2006 – 2007
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2007)
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Budget Amount *help |
¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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Keywords | 噴霧熱分解法 / 複合酸化物 / 蛍光体 / ナノ粒子 / LED / シミュレーション / 蛍光特性 / 結晶性 / 減圧 |
Research Abstract |
噴霧法による蛍光体ナノ粒子の大量合成と白色LEDへの応用について検討し、以下のような成果を得た。 1.噴霧熱分解法による液滴からの微粒子の生成機構を検討した。液滴サイズ分布に対応して、合成される微粒子の形態および大きさを予測することを、基礎式の数値シミュレーションおよびモデル実験より検討した。加熱による液滴中の溶媒の蒸発とそれに伴う溶質の移動を、関連する伝熱と物質移動の基礎式を連立させて数値計算により明らかにした。ここで、粒子の高密度化現象を説明するために、熱分解反応を考慮した。また、合成される中空粒子のシェルの厚さもこの数値計算で明らかとなった。実験結果はシミュレーションデータとよく一致した。 2.火炎噴霧熱分解法(FASP)を用いて、高い蛍光特性を有する希土類元素セリウムをドープした蛍光体(YAG:Ce^<3+>)ナノ粒子を初めて合成した。出発原料に尿素を入れると、YAGのナノ粒子を合成することができた。火炎中で尿素の分解と燃焼により発生した熱と大量のガスはナノ粒子の生成に貢献することがわかった。火炎バーナのサイズ、燃焼ガスとキャリアガスの流量、及び出発原料溶液の供給速度を制御することで、火炎噴霧熱分解法による各種の蛍光体粒子を大量に合成することが可能となった。 3.さらに、噴霧熱分解法により合成されたサブミクロン蛍光体の結晶径/粒径と蛍光特性の相関関係を検討した。結晶径と粒径は独自に制御したところ、蛍光特性は蛍光体粒子の結晶サイズ、粒径、表面特性、および希土類元素の分布に強く依存することがわかった。結晶サイズと粒径の増加に従って、蛍光強度が増加した。蛍光特性への影響は、結晶サイズの方が粒径より重要な役割を果たすことがわかった。
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Report
(2 results)
Research Products
(24 results)