2011 Fiscal Year Annual Research Report
希土類ドープによる近赤外ふく射機能性釉薬の開発と高効率熱光起電力発電への展開
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22760158
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| Research Institution | Kobe City College of Technology |
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Principal Investigator |
熊野 智之 神戸市立工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (80435437)
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| Keywords | 希土類ドープ釉薬 / セラミックコーティング / 放射率制御 |
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| Research Abstract |
平成22年度において、均一性および再現性よく希土類ドープ紬薬をアルミナ基板上に塗布する手法として、エマルション中に基板を埋没させる「基板埋没法」を開発したことを報告した。しかし、この方法では、一般的な釉薬の厚み(0.1～0.5mm程度)より薄い膜を形成するのが困難であった。希土類元素の価格高騰などの背景から、平成23年度上旬においては、希土類元素の使用量を抑える目的で従来よりも薄い膜を形成することを試みた。具体的には、ペーストをブレードで掻き出すことにより所定の厚みを得るブレードコーティング法を用いて、膜厚が0.05mm程度のEr(エルビウム)ドープ釉薬を実現させることに成功した。しかしその一方、光学厚さの不足により、本研究の主目的である近赤外領域における十分な選択放射性を得ることが出来なかった。希土類元素特有の選択放射効果を高めるにはドープ濃度を増やすことが必要となるが、その場合には膜性状の著しい変化(付着力の低下、膜厚の増加および均一性の低下)が伴うという問題が生じた。このことから、平成23年度中旬以降においては、薄く、かつ膜性状に影響を及ぼさない範囲でErのドープ濃度を高めた膜を実現させ、その放射特性を調べることに重点をおいた。その結果、Erのドープ濃度と膜性状との関係が系統的に明らかになり、またそのメカニズムについても、Erの含有濃度によって焼成時の熔けやすさが変化するためであることが明らかとなった。以上より、当初の研究計画で予定していた他の希土類元素についての検討は出来なかったものの、熱光起電力発電における波長選択エミッターとしての応用に向けて大きな意味のある成果が得られたといえる。
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