研究課題
シリカガラスは高強度かつ耐食・耐熱性、光透過性に優れ、金属不純物の含有量が極めて低いため，理化学，医療，光通信分野に用いられている．しかしながらシリカガラスの製造法は2000 ℃以上の熱溶融法が用いられており，また機械的強度も高いことから所望の形状を有するガラスを作製するには酸水素ガスバーナーによる熱成形加工が必要である．この様にシリカガラスの製造には膨大なエネルギーとコストがかかることから低温焼結かつ加工が容易な省エネルギー型製造プロセスが求められている．本研究では光硬化法を用いてガラス前駆体を作製・焼結することで低温かつ容易に所定形状へ加工されたシリカガラスの作製を目的とした。初年度はシリカスラリー中の粒子サイズ、分散・凝集ならびに粘性挙動についてpHならびにゼータ電位依存性について実験的に測定し、スラリー中のシリカ固体体積分率の上昇についての知見を得た。次年度は種々のアクリルモノマー(単官能アクリルモノマー，多官能アクリルモノマー，単官能メタクリルモノマー等）と光重合開始剤の種類や添加量の変化させ、シリカ分散性と粘性、光硬化特性を評価し、モノマーの分子構造の違いによる分散濃度や光硬化挙動が異なることを示した。最終年度では、シリカ/モノマー物質界面に生じる分子間力、極性を考慮した溶解度パラメータSP値に着目し、各モノマーのSP値を分子構造から算出し、相溶性に優れたスラリー分散液について知見を得た。得られたシリカ分散液を作製，所望の形状に成形後，焼成することで透明シリカガラス焼結体の作製条件について考察した。
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