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ソフトソニケーションを利用したセラミック製膜技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15655074
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 無機工業材料
研究機関九州大学

研究代表者

榎本 尚也  九州大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (70232965)

研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2004年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2003年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
キーワード微弱超音波照射 / オルトケイ酸エチル / 溶液構造 / 水・エタノール混合 / CSI質量分析 / 出発溶液 / 単分散シリカ球 / コロイド結晶 / 微弱超音波 / 沈殿生成 / 微粒子
研究概要

昨年度の結果から、シュウ酸エタノール法による沈殿製膜よりも、シリカ球合成を用いた製膜において、ソフトソニケーション効果が明確に現れることを見いだした。TEOS(tetraethoxyorthosilicate)および水、アンモニアを出発原料とし、エタノール溶液中で合成したシリカ球を種々の方法で製膜した。得られた成果は以下の通り要約される。
1.出発溶液のエイジングによるシリカ球生成の誘導期間、最終粒径、単分散性の向上は機械的撹拌(MS)に比べてソフトソニケーション(SS)で著しいことを明らかにした。
2.エイジングにおいて、微量の水分が及ぼす影響について検討した。室温程度であれば影響は少なく、シリカ球の最終粒径は4ヶ月のエイジングで2倍にも達することを明らかにした。他方、エイジング温度を、50℃ほどに高めると、微量水分による加水分解が進行するため、粒径は急激に低下した。
3.自然乾燥法、オイル浸潤法、引き上げ法について、シリカ球をガラス基板上に製膜し、透過スペクトルによる評価を行った。SS処理で単分散性を高めたシリカ球膜はコロイド結晶に優れていることを明らかにした。
4.エイジング効果の発現機構を検討するため、CSI(= Cold Spray Ionization)質量分析によって、水・エタノール混合物の溶液構造変化を調査した。エイジングにより高m/zのピークは消失し、全体的に低m/z側へのピークシフトが再現性よく観察され、エイジングによる水・エタノールクラスタの微細化が示された。

報告書

(2件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (4件) 文献書誌 (2件)

  • [雑誌論文] Aging Effect of Starting Solutions for Spherical Silica Synthesis2005

    • 著者名/発表者名
      N.Enomoto, A.Kumagai, J.Hojo
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan Vol.113,No.5(印刷中)

    • NAID

      110002292308

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Effect of Soft Sonication on Starting Solution for Spherical Silica Synthesis2005

    • 著者名/発表者名
      N.Enomoto, A.Kumagai, J.Hojo
    • 雑誌名

      Journal of Ceramic Processing Research Vol.6,No.3(印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Previous Aging As a Parameter for a Liquid Phase Synthesis of Ceramic Nanoparticles2004

    • 著者名/発表者名
      N.Enomoto, A.Kumagai, J.Hojo
    • 雑誌名

      Journal of Ceramic Processing Research Vol.5,No.4

      ページ: 391-394

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] セラミックナノ粒子のソノプロセス2004

    • 著者名/発表者名
      榎本 尚也, 北條 純一
    • 雑誌名

      超音波テクノ 16巻、4号

      ページ: 13-17

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] N.Enomoto, A.Kumagai, J.Hojo: "Aging Effect of Starting Solutions for Spherical Silica Synthesis"Journal of American Ceramic Society. (発表予定).

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 榎本尚也(分担)(北澤, 石垣, 目, 伊ケ崎編著): "反応場制御による新しい材料プロセッシング"アイピーシー. 318 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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