2010 Fiscal Year Annual Research Report
高機能化ナノ粒子材料の合成・分散技術の開発とナノ複合材料への展開
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22246099
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Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
奥山 喜久夫 広島大学, 大学院・工学研究院, 教授 (00101197)
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| Keywords | ナノ粒子 / 噴霧熱分解法 / ビーズミル / 分散技術 / 凝集 / ポーラス構造体 / 微粒子 / 噴乾燥法 |
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| Research Abstract |
本研究では、各種のナノ粒子材料を減圧下における噴霧熱分解法により密閉系で合成し、新規二軸媒体撹拌型ビーズミル分散機を用いて、ナノ粒子からなる凝集粒子を液中に分散させ、ナノ粒子分散スラリー溶液を噴霧乾燥法およびコーティング法によりポーラス、中空、コンポジット微粒子および薄膜を合成し、以下のような結果を得た。
(1)減圧下での噴霧熱分解装置の製作とナノ粒子材料の合成 減圧下での火炎型噴霧熱分解装置を製作し、二流体ノズルによりプリカーサ溶液を供給し、新規酸窒化物系(BCNO)蛍光体材料のナノ粒子を合成した。
(2)二軸の媒体撹拌型ビーズミルの製作 二軸の媒体撹拌型ビーズミル分散装置を製作し、このビーズミルを用いて、酸化チタンナノ粒子凝集体の分散実験を行い、酸化チタンナノ粒子の大きさ、凝集粒子の大きさを種々に変化させ、分散に及ぼす、撹拌部のロータの回転速度、分離部の回転速度、ビーズの大きさ、ビーズの充填量の影響を明らかにした。
(3)ビーズミルによるナノ粒子の分散現象の実験的評価
二軸媒体撹拌型ビーズミル分散装置におけるナノ粒子凝集体の分散機構を、ビーズの運動を動力を計測し、ミル内のビーズがナノ粒子凝集体に与える力について評価し、これとナノ粒子凝集体の凝集力を比較し、分散機構を解明した。特に、ナノ粒子が破壊されずに、分散できる最適な条件を明らかにした。
(4)噴霧乾燥法によるナノ粒子凝集およびポーラス構造微粒子の製造
シリカ、チタニア、カーボンブラックのナノ粒子を噴霧乾燥させてナノ粒子の球状凝集粒子を製造し、ナノ粒子構造体の形態に及ぼす粒子のサイズ、ゼータ電位の影響を明らかにした。
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