| 研究課題/領域番号 |
21K04738
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分26060:金属生産および資源生産関連
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
藤野 茂 九州大学, グローバルイノベーションセンター, 教授 (10304833)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | シリカガラス / 焼結 / 光重合 / 3Dプリンタ / アクリルモノマー / 溶解度パラメータ / 粉末焼結 / 光重合反応 / 成形加工 / 省エネルギー製造プロセス / 透明 / ３D プリンタ / 積層造形 / 付加製造法 / 光造形 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
シリカ（SiO2）は地殻の表層構成元素の約75％を占めており、従来から天然の石英の結晶である水晶をはじめ、多量に利用されてきた重要な基礎素材である。高純度SiO2のみからなるシリカガラスは，低膨張性、機械的強度，化学的耐久性，熱的安定性，高い光透過特性を有することから，半導体分野のみならず、次世代の安心、安全スマート社会を支える医療、光学、電子デバイス分野において複雑形状を有するシリカガラスの開発が期待されている。本研究では、新規な3次元光造形技術を用いて、多様な形状と機能性を有するシリカガラスの製造プロセスの提案とその基礎的知見を得る。
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| 研究成果の概要 |
シリカガラスは，低熱膨張係数，化学的耐久性，機械的強度，真空紫外域から近赤外域にかけての高い光透過特性に優れている。本研究では高濃度にシリカ粒子を分散させたアクリルモノマーを３D光重合で硬化後、焼結を行い、透明シリカガラスの作製プロセスに関する研究を行った。シリカ粒子分散性評価の指標として、アクリルモノマーの溶解度パラメータを用いて。粘性評価ならび光造形条件の探索を行った。得られた成形体を真空中1700℃にて焼成することで、3D透明シリカガラスの作製プロセスについて考察した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
シリカガラスは耐薬品・耐熱性、光透過性などに優れるため、半導体製造、通信、光学など様々な分野で利用されている。一方、製造には2000℃以上の高温を要するなど多大なエネルギーを要するうえに、複雑形状への成形加工が難しく工程が複雑であるという問題を有している。そのため、低エネルギーかつ複雑形状に成形可能なシリカガラスの製法が求められている。本研究では基礎的見地から未だ解明されていない光造形法による3Dガラス製造プロセスの提案を行い、製造プロセスの材料設計指針を明らかにする。
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