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ゾル-ゲル法による耐熱性酸化物被膜の作製と金属基板の表面改質への応用

研究課題

研究課題/領域番号 01850180
研究種目

試験研究(B)

配分区分補助金
研究分野 無機工業化学・無機材料工学
研究機関大阪府立大学

研究代表者

南 努  大阪府立大学, 工学部, 教授 (80081313)

研究分担者 小和田 善之  兵庫教育大学, 自然系, 助手 (90205542)
足立 裕彦  兵庫教育大学, 自然系, 教授 (60029105)
町田 信也  大阪府立大学, 工学部, 助手 (10190381)
辰巳砂 昌弘  大阪府立大学, 工学部, 講師 (50137238)
峠 登  大阪府立大学, 工学部, 助教授 (00081315)
研究期間 (年度) 1989 – 1990
研究課題ステータス 完了 (1990年度)
配分額 *注記
8,100千円 (直接経費: 8,100千円)
1990年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
1989年度: 5,400千円 (直接経費: 5,400千円)
キーワードゾル-ゲル法 / 金属アルコキシド / 安定化剤 / 酸化物薄膜 / 金属基板 / 表面改質 / 耐熱件 / 撥水性 / ゾルーゲル法 / パッシベ-ション / 密着性 / ベ-タジケトン / 耐食性 / 耐候性
研究概要

本研究は、ZrOa,Al_2O_3,TiO_2,SiO_2などの単成分あるいは多成分被膜を金属基板に形成するためのプロセスの確立と、表面改質の応用を目的として行ったものであり、以下のような成果を得た。
1.金属基板へのSiO_2膜の形成において、出発原料としてSi(OC_2H_5)_4と同時にCH_3Si(OC_2H_5)_3を用いると、被膜を形成後も各種の加工が可務となることを見出した。また、金属基板を(クロム酸+硫酸)水溶液で処理することが、基板と被膜の密着性を向上させるのに効果的であった。
2.オクチル酸ジルコニウムを用いることにより、鋼板ヘZrO_2被膜を連続的に形成することが可能となった。さらに、被膜にフッ素を導入することにより、良好な撥水性を付与することができた。
3.Alのアルコキシドのように加水分解の速い原料は、βージケトンやアミン類で安定することができた。また、安定化の効果は溶媒の種類に依存することを見出した。
4.PbTiO_3ーPbzrO_3系強誘電性薄膜も、TiおよびZrのアルコキシドをアセチルアセトンなどで安定化することにより、大気中で作製することができた。これらの薄膜は優れた強誘電特性を示した。
5.MOーB_2O_3ーSiO_2系(M=Mg,Zn)あるいはP_2O_5ーB_2O_3ーSiO_2系パッシベ-ション膜は、作製するための条件を明らかにした。さらに、Tio_2ーSiO_2系膜はガラスの耐候性を大きく向上させることを見出した。
6.TiO_2ーSiO_2ゾルに有機高分子を添加すると、ゲル化時間が遅くなり、生成するゲル膜は柔軟になった。この膜にはスタンパ-を用いてサブミクロンオ-ダ-の微細加工が可能であった。
7.LiとTiのアルコキシンドとリン酸を用いて、イオン伝導性LiTi_2(PO_4)_3を低温で合成できた。一方、H_3PM_<12>O_<40>を含むシリカ膜は高いプロトン伝導性を示した。

報告書

(3件)
  • 1990 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1989 実績報告書
  • 研究成果

    (49件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (49件)

  • [文献書誌] 村上 メグミ: "CH_3Si(OC_2H_5)_3を出発原料としたステンレス鋼板へのSiO_2コ-ティング" 日本セラミックス協会学術論文誌. 97. 91-94 (1989)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Uchihashi: "Preparation of Amorphous Al_2O_3 Thlims from Stabilized AlーAlkoxide by the SolーGel Method" J.Ceram.Soc.Jpn.97. 396-399 (1989)

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  • [文献書誌] K.Izumi: "ZrO_2 Coating on Staliess Steel from OrganoーZirconim Compounds" J.Am.Ceram.Soc.72. 1465-1468 (1989)

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  • [文献書誌] 和泉 圭二: "ゾル-ゲル法によるステンレス鋼板へのZrO_2被履(解説)" 日新製鋼技報. 27-35 (1989)

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  • [文献書誌] 峠 登: "ゾル-ゲル法によるコ-ティング膜の作製(解説)" NEW GLASS. 4. 56-62 (1990)

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  • [文献書誌] K.Izumi: "Coating of FluorineーDoped ZrO_2 Films on Steel by the SolーGel Method" J.MonーCryst.Solids. 121. 344-347 (1990)

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  • [文献書誌] A.Matsuda: "Physical and Chemical Properties of TiO_2ーSiO_2 Films Derived from Poly(ethyene glycol)ーContatining Gels" J.Am.Ceram.Soc.73. 2117-2121 (1990)

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  • [文献書誌] A.Matsuda: "Pregrooving on Glass Disks by the SolーGel Method (Part 1)ーFormation and Evaluation of Pregrooved Glass Disks" SPIE Proc.SolーGel Optics. 1328. 62-70 (1990)

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  • [文献書誌] A.Matsuda: "Pregrooving on Glass Disks by the SolーGel Method (Part 2)ー Effects of the Addition of Organic Polymers on the Formation of Glass Films in the Sio_2ーTiO_2 System" SPIE Proc.SolーGel Optics. 1328. 71-79 (1990)

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  • [文献書誌] 和泉 圭二: "典がるセラミックス "ゾル-ゲル・セラミックス被履鋼板" (解説)" 金属「臨時増刊号」. 1-5 (1990)

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  • [文献書誌] N. Tohgo: "Prepartion of PbZrO_3ーPbTiO_3 Ferrolectric Thin Films by the SolーGel Process" J. Am. Ceram. Soc.74. 67-71 (1991)

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  • [文献書誌] 和泉 圭二: "ゾル-ゲル法によるフルオロアルキル基変性ZrO_2コ-ティング鋼板の撥水性" 日新鋼板技報. 13-21 (1991)

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  • [文献書誌] A.Matsuda: "Influences of Humidity and Temperature on Weathering of Glass Substrates Coated with SolーGel Derived Films" J.Ceram.Soc.Jpn.99. (1991)

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  • [文献書誌] A.Matsuda: "Preparation of B_2O_5ーP_2O_5ーSiO_2 Coationg Films by the SolーGel Method" J.Mater.Sci.

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  • [文献書誌] H.Takezawa: "Effects of Stabilizing Agents on the Formation of Alumina Gels from AluminumーAlkoxides" J.Am.Ceram.Soc.

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  • [文献書誌] 南 努: "セラミックスデ-タブック'89" 工業製品技術協会, 464 (1989)

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  • [文献書誌] 南 努: "新無機材料科学" 化学同人, 196 (1990)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Murakami: "SiO_2 Coating on Stainless Steal Sheets from CH_3Si(OC_2H_5)_3" J. Ceram. Soc. Jpn. ,. 97. 91-94 (1989)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Uchihashi: "Preparation of Amorphous Al_2O_3 Thin Films from Stabilized Al-Alkoxide by the Sol-Gel Method" J. Ceram. Soc. Jpn. ,. 97. 396-399 (1989)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Izumi: "ZrO_2 Coating on Stainless Steel Sheets from Organo-Zirconium Compounds" J. Am. Ceram. Soc.,. 72. 1465-1468 (1989)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Izumi: "ZrO_2 Coating on Stainless Steel Sheets by the Sol-Gel Method" Nisshin Seiko Giho,. 27-35 (1989)

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  • [文献書誌] N. Tohge: "Preparation of Coating Films by the Sol-Gel Process" NEW GLASS. 4. 56-62 (1990)

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  • [文献書誌] K. Izumi: "Coating of Fluorine-Doped ZrO_2 Films on Steel Sheets by the Sol-Gel Method" J. Non-Cryst. Solids. 121. 344-347 (1990)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Masuda: "Physical and Chemical Properties of TiO_2-SiO_2 Films Derived from Poly (ethylene glycol)-Containing Gels" J. Am. Ceram. Soc. ,. 73. 2117-2121 (1990)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Matsuda: "Pregrooving on Glass Disks by the Sol-Gel Method (Part 1)-Formation and Evaluation of Pregrooved Glass Disks" SPIE Proc. Sol-Gel Optics. 1328. 62-70 (1990)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Matsuda: "Pregrooving on Glass Disks by the Sol-Gel Method (part2)-Effects of the Addition of Origanic polymers on the Formation of Glass Films in the Sio_2-Tio_2 System" SPIE Proc. Sol-Gel Optics. 1328. 71-79 (1990)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Izumi: "Bendable Ceramic-Steel Sheets coated with Sol-Gel Ceramics" Kinzoku, Suppl.1-5 (1990)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N. Tohge: "Preparation of PbZrO_3-PbTiO_3 Ferroelectric Thin Films by Sol-Gel Process" J. Am. Ceram. Soc. ,. 74. 67-71 (1990)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Izumi: "Water Repellency of Steel Sheets Coated with Fluorine-Doped ZrO_2 Films by the Sol-Gel Method" Nisshin Seiko Giho. 13-21 (1991)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Matsuda: "Influences of Humidity and Temperature on Weathering of Glass Substrates Coated with Sol-Gel Derived Films" J. Ceram. Soc. Jpn.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Matsuda: "Preparation of B_2O_3-P_2O_5-SiO_2 Coating Films by the Sol-Gel Method" J. Mater. Sci.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Takezawa: "Effects of Stabilizing Agents on the Formation of Alumina Gels from Aluminum-Alkoxides" J. Am. Ceram. Soc.

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  • [文献書誌] 峠 登: "ゾルーゲル法によるコ-ティング膜の作製(解説)" NEW GLASS. 4. 56-62 (1990)

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      1990 実績報告書
  • [文献書誌] K.Izumi: "Coating of FluorineーDoped ZrO_2 Films on Steel Sheets by the SolーGel Method" J.NonーCryst.Solids. 121. 344-347 (1990)

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  • [文献書誌] A.Matsuda: "Physical and Chemical Properties of TiO_2ーSiO_2 Films Derived from poly(ethylene glycol)ーContaining Gels" J.Am.Ceram.Soc.73. 2117-2121 (1990)

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  • [文献書誌] A.Matsuda: "Pregrooving on Glass Disks by the SolーGel Method (Part 1)ーFormation and Evaluation of Pregrooved Glass Disks" SPIE Proc.SolーGel Optics. 1328. 62-70 (1990)

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      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 和泉 圭二: "曲がるセラミックス"ゾルーゲル・セラミックス被覆鋼板"(解説)" 金属「臨時増刊号」. 1-5 (1990)

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      1990 実績報告書
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      1990 実績報告書
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  • [文献書誌] 南 努: "新無機材料科学" 化学同人, 196 (1990)

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      1990 実績報告書
  • [文献書誌] H.Uchihashi: "Preparation of Amorphous Al_2O_3 Thin Films from Stabilized Al-Alkoxide by the Sol-Gel Method" J.Ceram.Soc.Jpn.97. 396-399 (1989)

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      1989 実績報告書
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      1989 実績報告書
  • [文献書誌] N.Tohge: "Preparation of PbZrO_3ーPbTiO_3 Films by the Sol-Gel Method" J.Ceram.Soc.Jpn.

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  • [文献書誌] 南努: "セラミックデ-タブック'89" 工業製品技術協会, 464 (1989)

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      1989 実績報告書

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公開日: 1989-04-01   更新日: 2016-04-21  

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