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電気泳動堆積法によるセラミックス精密成形技術の確立に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18560706
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 材料加工・処理
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

打越 哲郎  独立行政法人物質・材料研究機構, ナノセラミックスセンター, 主席研究員 (90354216)

研究分担者 古海 誓一  独立行政法人物質・材料研究機構, ナノセラミックスセンター, 主任研究員 (30391220)
鈴木 達  独立行政法人物質・材料研究機構, ナノセラミックスセンター, 主幹研究員 (50267407)
目 義雄  独立行政法人物質・材料研究機構, ナノセラミックスセンター, センター長 (00354217)
研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
4,010千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 510千円)
2007年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2006年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワード電気泳動堆積 / 成形 / サスペンション / リン酸エステル / 導電性高分子 / ピロール / ポリピロール / 化学重合 / パターニング / 電極 / 固定化 / アルミナ
研究概要

1.電気泳動堆積(EPD)プロセスに適した非水系サスペンションの組成について検討し、エタノール溶媒にブトキシエチルアシッドフォスフェート、ポリビニルブチラール、ポリエチレンイミンを添加した系が、多くのセラミックス粉末でゼータ電位が高く安定したサスペンションの調製に有効であり、高堆積効率かつ高密度のEPD堆積体を得られることを見出した。
2.非導電性のセラミックス表面で導電性高分子(ポリピロール)膜を直接重合・コーティングする方法を確立し、ポリピリール膜がEPD電極として粒子付着性に優れていることを見出した。これにより、予め所望の形に加工したり表面に複雑模様を刻印したりした後にポリピロール被覆したセラミック基材上にEPDで粒子を堆積させ、その後堆積を基材から剥離せず一体焼成し、最終的に基材の外形や模様が転写されたセラミックス製品を作製するプロセスへと展開した。
3.ピロールの重合に光感応性酸化触媒を用い、フォトリソグラフィーの手法を応用して絶縁セラミックス基材上にポリピロール電極をパターニングする技術を確立した。具体的には、非導電性のセラミックス基板表面に光感応性酸化触媒(Fe(III))をあらかじめ塗布し、次に、作成したい電極パターンのマスクをかぶせUV光を照射して露光場所を光還元(Fe(III)→Fe(II))し、最後にマスクを除去し基板をピロール溶液の中に浸漬することで、マスクされていた箇所のみでピロールの選択的重合を起こさせた。得られたパターン電極上にアルミナやジルコニアナノ粒子をEPD法で固定化させ、粒子のラインパターニングに応用できることを示した。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (16件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Conductive Polymer Coating on Non-conductive Ceramic Substrates for Use in Electrophoretic Deposition Process2008

    • 著者名/発表者名
      T.Uchikoshi,S.Furumi,N.Shirahata,T.S.Suzuki,Y.Sakka
    • 雑誌名

      J.Am.Ceram.Soc. 91

      ページ: 1674-1677

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phosphate Esters as Dispersants for the Cathodic Electrophoretic Deposition of Alumina Suspensions2008

    • 著者名/発表者名
      T.Uchikoshi,Y.Sakka
    • 雑誌名

      J.Am.Ceram.Soc. 91

      ページ: 1923-1926

    • NAID

      130006969589

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conductive Polymer Coating on Non-conductive Ceramic Substrates for Use in Electrophoretic Deposition Process2008

    • 著者名/発表者名
      T. Uchikoshi, S. Furumi, N. Shirahata, T. S. Suzuki, Y. Sakka
    • 雑誌名

      J. Am. Ceram. Soc. 91

      ページ: 1674-1677

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Phosphate Esters as Dispersants for the Cathodic Electrophoretic Deposition of Alumina Suspensions2008

    • 著者名/発表者名
      T. Uchikoshi, Y. Sakka
    • 雑誌名

      J. Am. Ceram. Soc. 91

      ページ: 1923-1926

    • NAID

      130006969589

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Conductive Polymer Coating on Non-conductive Ceramic Substrates fbrUse in Electrophoretic Deposition Process2008

    • 著者名/発表者名
      T. Uchikoshi, S. Furumi, N. Shirahata, T. S. Suzuki, Y. Sakka
    • 雑誌名

      J.Am.Ceram.Soc. 91

      ページ: 1674-1677

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct Shaping of Alumina Ceramics by Electrophoretic Deposition using Conductive Polymer-Coated Ceramic Substrate2007

    • 著者名/発表者名
      T.Uchikoshi,T.S.Suzuki,H.Okuyama,Y.Sakka
    • 雑誌名

      Adv.Mater.Res. 29-30

      ページ: 227-230

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] コロイド粒子の電気泳動現象を利用したセラミックスの直接成形2007

    • 著者名/発表者名
      打越哲郎、鈴木達、古海誓一、三木理子、目義雄
    • 雑誌名

      Material Integration 20

      ページ: 82-86

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Direct Shaping of Alumina Ceramics by Electrophoretic Deposition using Conductive Polymer-Coated Ceramic Substrate2007

    • 著者名/発表者名
      T. Uchikoshi, T. S. Suzuki, H. Okuyama, Y. Sakka
    • 雑誌名

      Adv. Mater. Res. 29-30

      ページ: 227-230

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Direct shaping of ceramics based on the electrophoretic phenomenon of colloidal particles2007

    • 著者名/発表者名
      T. Uchikoshi, T. S. Suzuki, S. Furumi, A. Miki, Y. Sakka
    • 雑誌名

      Material Integration 20

      ページ: 82-86

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Direct Shaping of Alumina Ceramics by Electrophoretic Deposition usin Conductive Polymer-Coated Ceramic Substrates2007

    • 著者名/発表者名
      T. Uchikoshi, S. Furumi, T. S. Suzuki, Y. Sakka
    • 雑誌名

      Advanced Materials Research 29-30

      ページ: 227-230

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] コロイド粒子の電気泳動現象を利用したセラミックスの直接成形2007

    • 著者名/発表者名
      打越哲郎, 鈴木達, 古海誓一, 目義雄, 三木理子
    • 雑誌名

      マテリアルインテグレーション 20・2

      ページ: 82-86

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Direct Shaping of Alumina Ceramics by Electrophoretic Deposition2007

    • 著者名/発表者名
      T.Uchikoshi, S.Furumi, T.S.Suzuki, Y.Sakka
    • 雑誌名

      Proc. 4^<th> International Conf. on Adv. Mater. & Processing (CD-R)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Electrophoretic Deposition of Alumina on Conductive Polymer-Coated Ceramic Substrates2006

    • 著者名/発表者名
      T.Uchikoshi,S.Furumi,T.S.Suzuki,Y.Sakka
    • 雑誌名

      J.Ceram.Soc.Jpn. 114

      ページ: 55-58

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrophoretic Deposition of Alumina on Conductive Polymer-Coated Ceramic Substrates2006

    • 著者名/発表者名
      T. Uchikoshi, S. Furumi, T. S. Suzuki, Y. Sakka
    • 雑誌名

      J. Ceram. Soc. Jpn. 114

      ページ: 55-58

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 非導電性基材上へのポリピロール電極パターンの形成と電気泳動堆積法によるセラミック粒子の固定化2008

    • 著者名/発表者名
      三木理子,打越哲郎,鈴木達,目義雄
    • 学会等名
      日本材料科学会学術講演大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-06-06
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Patterning of Conductive Polymer Electrodes on Nonconductive Ceramic Substrates and Formation of Ceramic Deposits on the Patterned Electrodes by Electrophoretic Deposition Process2008

    • 著者名/発表者名
      A. Miki, T. Uchikoshi, T. S. Suzuki, Y. Sakka
    • 学会等名
      Annual Meeting of Mater. Sci. Soc. Jpn.
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2008-06-06
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] コロイド粒子の電気泳動現象を利用したセラミックスの直接成形2007

    • 著者名/発表者名
      打越哲郎,鈴木達,目義雄
    • 学会等名
      粉体粉末冶金協会春季大会
    • 発表場所
      東京
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Patterning of Conductive Polypyrrole Electrodes on Nonconductive Ceramic Substrates for Electrophoretic Deposition Processing2007

    • 著者名/発表者名
      T.Uchikoshi,S.Furumi,T.S.Suzuki,N.Shirahata,Y.Sakka
    • 学会等名
      European Ceramic Society
    • 発表場所
      Berlin,Germany
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Direct Shaping of Ceramics Based on the Electrophoretic Phenomenon of Colloidal Particles2007

    • 著者名/発表者名
      T. Uchikoshi, T. S. Suzuki, Y. Sakka
    • 学会等名
      Spring Meeting of Jpan. Soc. Powder and Powdermetallurgy.
    • 発表場所
      Tokyo
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Patterning of Conductive Polypyrrole Electrodes on Nonconductive Ceramic Substrates for Electrophoretic Deposition Processing2007

    • 著者名/発表者名
      T. Uchikoshi, S. Furumi, T. S. Suzuki, N. Shirahata, Y. Sakka
    • 学会等名
      Int'l Meeting of Europ. Ceram. Soc.
    • 発表場所
      Berlin, Germany
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Patterning of conductive polypyrrole electrodes on nonconductive ceramicsubstrates for electrophoretic deposition process2007

    • 著者名/発表者名
      T. Uchikoshi, S. Furumi, T. S. Suzuki, N. Shirahata, Y.Sakka
    • 学会等名
      10th International Conference of the European Ceramic-Society
    • 発表場所
      Estrel Convention Center,ドイツ・ベルリン
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 磁場・電場印加コロイドプロセスによるセラミックスの配向配列制御と可能性2007

    • 著者名/発表者名
      打越 哲郎
    • 学会等名
      日本セラミックス協会秋季シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋工業大学
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 電気泳動堆積法による非導電性セラミック基材上へのセラミック粒子堆積膜の形成2006

    • 著者名/発表者名
      打越哲郎、古海誓一、鈴木達、目義雄
    • 学会等名
      日本材料科学会学術講演大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2006-05-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Formation of Ceramic Deposits on Nonconductive Ceramic Substrates by Electrophoretic Deposition2006

    • 著者名/発表者名
      T. Uchikoshi, S. Furumi, T. Suzuki, Y. Sakka
    • 学会等名
      Annual Meeting of Mater. Sci. Soc. Jpn.
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2006-05-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 導電性ポリマーを用いた非導電性セラミック基材上へのEPD用電極パターンの形成2006

    • 著者名/発表者名
      打越哲郎、古海誓一、白幡直人、鈴木達、目義雄
    • 学会等名
      日本セラミックス協会秋季シンポジウム
    • 発表場所
      山梨
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Fabrication of Alumina Free-Standing Objects by Electrophoretic deposition2006

    • 著者名/発表者名
      T.Uchikoshi,S.Furumi,T.S.Suzuki,Y.Sakka
    • 学会等名
      Powder Metallurgy 2006
    • 発表場所
      Pusan,Korea
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Direct Shaping of Alumina Ceramics by Electrophoretic deposition2006

    • 著者名/発表者名
      T.Uchikoshi,S.Furumi,T.S.Suzuki,Y.Sakka
    • 学会等名
      4th International Conference on Advanced Materials & Processing
    • 発表場所
      Hamilton,New Zealand
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Preparation of Conductive Polymer Patterns on Nonconductive Ceramic Substrates for EPD Processing2006

    • 著者名/発表者名
      T. Uchikoshi, S. Furumi, N. Shirahata, T. S. Suzuki, Y. Sakka
    • 学会等名
      Fall Meeting of Ceram. Soc. Jpn.
    • 発表場所
      Yamanashi
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Fabrication of Alumina Free-Standing Objects by Electrophoretic Deposition2006

    • 著者名/発表者名
      T. Uchikoshi, S. Furumi, T. S. Suzuki, Y. Sakka
    • 学会等名
      Powder Metallurgy 2006
    • 発表場所
      Pusan, Korea
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Direct Shaping of Alumina Ceramics by Electrophoretic deposition2006

    • 著者名/発表者名
      T. Uchikoshi, S. Furumi, T. S. Suzuki, Y. Sakka
    • 学会等名
      4th Int'l. Conf. on Adv. Mater. & Process.
    • 発表場所
      Hamilton, NZ
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] セラミックス成形体の製造方法とこれに使用する電気泳動装置2007

    • 発明者名
      打越 哲郎, 鈴木 達, 目 義雄
    • 権利者名
      物質・材料研究機構
    • 出願年月日
      2007-05-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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