| 研究課題/領域番号 |
20K05142
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分26040:構造材料および機能材料関連
|
|---|
| 研究機関 | 北九州工業高等専門学校 |
|---|
研究代表者 |
松嶋 茂憲 北九州工業高等専門学校, 生産デザイン工学科, 教授 (80229476)
|
|---|
| 研究分担者 |
小畑 賢次 北九州工業高等専門学校, 生産デザイン工学科, 准教授 (70370046)
大川原 徹 北九州工業高等専門学校, 生産デザイン工学科, 准教授 (50632650)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
|
|---|
| キーワード | Bi系複合酸化物 / パイロクロア型構造 / 環境調和型セラミックス / 黄色系無機顔料 / 第一原理バンド計算 / 固体電子構造 / Bi4Ti3O12 / 状態密度 / 黄色無機顔料 / 錯体重合法 / バナジウム / 共添加 / 第一原理計算 / Bi2Zr2O7 微粒子 / Vドープ / Bi2Ti2O7 微粒子 / 環境調和型セラミック顔料 / 黄色系顔料 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
人体や自然環境に対する悪影響のため、セラミック顔料における有害金属の使用が制限されているが、鮮やかな発色を示す環境調和型セラミック顔料の開発は立ち遅れている。
本研究では、黄色発色性に優れた環境調和型セラミック顔料微粒子の創製を目的とし、有機酸多核錯体の低温熱分解により、パイロクロア型構造を持つBi系複合酸化物微粒子としてBi2M2O7(M=Ti,Zr,Ce)の合成に取り組む。
具体的には、以下の項目について検討する。
①有機酸多核錯体法によるBi系複合酸化物微粒子の低温合成,
②異種元素添加によるBi系複合酸化物粒子の形状特性の制御と発色性能の向上,
③第一原理計算による実験結果の理論的検証
|
| 研究成果の概要 |
本研究では、パイロクロア型構造のBi2M2O7（M=Ti,Zr,Ce）に着目し、視認性に優れる黄色系顔料の開発を目指した。Bi2M2O7の中ではBi2Ce2O7（BCO）が最も良好な結果を示した。Vを添加するとBCOの発色性能が向上し、CaやLaを共添加すると吸光度がさらに増加した。L*a*b*表色系におけるb*値（黄色度の指標）はBCOにVとCaあるいはLaを共添加すると最も高い値となった。Bi2M2O7（M=Ti,Zr）の第一原理バンド計算ではBi2Ti2O7にVを添加するとバンドギャップ中にV3dの不純物準位が形成され、さらにCaを共添加するとV－O間の電荷移動型吸収が増強された。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の特色は、材料科学，無機材料工学，有機合成化学を融合して、環境調和型の新規な黄色系微粒子顔料を創製することである。本研究の知見は、これらの分野の機能性材料開発で重要である他、光触媒，環境材料，エネルギー材料，建築材料等の分野の発展にも貢献できる。
|
