| 研究課題/領域番号 |
21K20417
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0301:材料力学、生産工学、設計工学、流体工学、熱工学、機械力学、ロボティクス、航空宇宙工学、船舶海洋工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 大分工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
徳丸 和樹 大分工業高等専門学校, 機械工学科, 助教 (80909523)
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| 研究期間 (年度) |
2021-08-30 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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 | スピンコート / セラミックス / 薄膜 / 高粘度流体 / 粒子配向 / セラミックス薄膜 / 無機EL |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では遊星式スピンコーターによる塗膜制御技術の確立により、従来のスピンコートでは困難であった高粘度粒子分散液の均一薄膜成形を実現する。
遊星式スピンコーターは自転と公転による基板上のせん断力制御により、高粘度材料であっても基板上に均一に塗り広げることが可能である。さらに自転と公転による回転を加えるため流体内に強いせん断力を発生させることが可能であり、せん断力を制御することにより、粒子分散液内の粒子分散・配向制御までも可能である。
本研究では遊星式スピンコーター装置の開発並びに流体解析を用いた加工条件の最適化を行うことで、均一膜厚・均一組織を持つ高性能セラミックス膜の製造を目指す。
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| 研究成果の概要 |
本研究の目的は、遊星式スピンコーターによる新たな高粘度スラリー材料の薄膜成形・粒子制御技術の確立である。初年度はアルミナスラリーを用いた実験により、従来のスピンコートに比べ表面うねりを４％にまで抑えることが可能な遊星式スピンコーターの開発に成功した。最終年度は開発できた遊星式スピンコーターを使用して輝度ムラが低減された大面積無機ELの開発に取り組んだ。研究の結果、従来のスピンコート法で作製した場合に比べ、遊星式スピンコートでは発光面上の輝度の標準偏差が約半分となり、目標である輝度ムラの抑制を達成することが可能となった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
遊星式スピンコーターの開発とアルミナスラリーを用いた実験，チタン酸バリウム粉末を用いた分散型無機ELの開発の結果より，遊星式スピンコーターがセラミックススラリーのような高粘度粒子分散材料の製膜に対して非常に効果的であり，得られた薄膜は従来の方法と比較し格段に高い性能を得ることが可能であることが確認できた．本手法は様々なセラミックス薄膜の製膜に応用できるだけでなく，高分子分散溶液や高粘度溶液の均一成膜にも応用できると考えられる．これにより，IoT用小型センサ，燃料電池，全固体電池など研究当初に掲げていた目標以外にも，太陽電池やMEMS分野など様々なニーズに対応できる可能性を秘めている．
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