| 研究課題/領域番号 |
18H01752
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
土谷 博昭 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (50432513)
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| 研究分担者 |
藤本 愼司 大阪大学, 工学研究科, 教授 (70199371)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | アノード酸化 / チタニア / ナノチューブ / ナノポーラス / 貴金属合金 / ナノ粒子 |
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| 研究実績の概要 |
本年度はマグネトロンスパッタリング法で貴金属元素を添加したチタン合金薄膜を製膜する際に蒸着基板の加熱により、チタン合金薄膜の組織の均一化を図り、貴金属元素の影響を系統的に調査することを予定していたが、スパッタリング装置の不具合のため計画を変更して貴金属元素の影響をアーク溶解法により作製したチタン合金を用いて検討した。本年度は白金および金またはパラジウムを共添加したチタン合金を作製した。また比較として、白金、金またはパラジウムを添加したチタン合金も比較材として作成した。これらチタン合金をフッ化アンモニウムと水を添加したエチレングリコール中でアノード酸化した結果、貴金属元素を共添加した試料においてナノ粒子が担持したチタニアナノチューブの形成に成功した。その形成に及ぼすアノード酸化条件の影響を検討した結果、アノード酸化電圧が小さい場合にはチタニアナノチューブは形成したが、ナノ粒子担持は見られなかった。一方、電圧が大きい場合には、ナノ粒子が担持したチタニアナノチューブは形成した。アノード酸化電圧が高い場合、チタン合金基板の酸化が速く進行しナノチューブ形成が生じるとともに、ナノチューブ底部/チタン合金基板界面への貴金属元素の濃縮も速く起こるため、貴金属ナノ粒子担持が生じたと考えられる。一方、白金、金またはパラジウムを単独添加したチタン合金ではチタニアナノチューブの形成は確認できたが、ナノ粒子の担持が確認されなかった。これら貴金属元素の添加量を増やすとナノ粒子担持が確認されたことから、貴金属元素の濃縮とナノチューブへの取り込みの２つの段階にそれぞれアノード酸化条件が影響しうることが分かった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の計画を変更したが、変更後の計画はおおむね実施でき、貴金属元素ナノ粒子担持に要求されるアノード酸化条件の指針を得ることが出来たため。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度得た知見をもとに、2種類の異なる貴金属元素を様々な組み合わせにて適量を添加し作製したチタン合金をフッ化物および水を添加したエチレングリコール溶液中で陽極酸化を行い、その陽極酸化挙動、形成する被膜形態、貴金属ナノ粒子担持およびチタン合金基板での貴金属元素の分布状態から貴金属ナノ粒子担持チタニアナノチューブ形成機構の解明とデバイス評価を行う。
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