水熱溶液を用いる形態制御セラミックス材料のその場製造プロセス

水热溶液原位制造形控陶瓷材料的工艺

• 批准号: 06214207
• 负责人: 吉村 昌弘
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06214207/
• 关键词: BaTiO_3; 水熱反応; SrTiO_3; 複合酸化物; 薄膜; コーティング; カーボン膜; 水酸アパタイトウィスカ-

これまでの研究により以下に示す成果が得られている。(1)チタン金属基板上へのBaTiO_3薄膜亜臨界域での水熱反応、およびさらに通電による電気化学反応を併用することによって、BaTiO_3,SrTiO_3などを複合酸化物薄膜を合成する手法を開発した。(溶液系からの複合酸化物膜の直接合成法としての注目を集めている。)同位元素あるいはイオン交換法により膜形成を調べる。これにより膜の生成機構が検討できる。(2)水熱法による金属間酸化物TiAl上への複合チタン酸/膜コーティングTiAlの耐酸化性向上のため、上記反応利用し基板上へSrTiO_3,CaTiO_3などをコーティングする手法を開発した。コーティング膜の形成と耐酸化性の向上を確認できた。(3)超臨界水熱法によるSrTiO_3基板上のBaTiO_3へテロエピタキシャル膜の形成450℃〜600℃のBa(OH)_2溶液中であBaTiO_3がスムーズなエピタキシャル膜として作成できることを確認した。(4)超臨界水熱溶液による炭化物上への炭素コーティング膜の形成SiC,TiCなどの炭化物粒子、繊維などを300℃、10 MPa以上の熱水中で処理し、その表面に炭素を膜状に残すという全く独自の方法によりカーボン膜を形成された。(5)水熱合成法による水酸アパタイトウィスカ-の作製生体毒性や発ガン性などの危険性のないアスベスト代替品として貴重なウィスカ-を合成させた。水溶液を用いるセラミック材料の作製プロセスは高温反応や真空プロセス、気相プロセスと比べてはるかに耐環境負荷が小さいので、この方法により高機能材料が作製できることを実証しつつある本研究の意義は大変大きいといえよう。

迄今为止的研究已取得如下所示的结果。 (1)钛金属基底上的BaTiO_3薄膜我们开发了一种利用亚临界区水热反应和通电电化学反应合成BaTiO_3、SrTiO_3等复合氧化物薄膜的方法。 （该方法作为从溶液体系直接合成复合氧化物膜的方法而受到关注。）使用同位素或离子交换方法研究膜的形成。这使我们能够研究成膜机制。 (2)水热法在金属间氧化物TiAl上复合钛酸/薄膜涂层为了提高TiAl的抗氧化性能，我们开发了利用上述反应在基体上涂覆SrTiO_3、CaTiO_3等的方法。确认了涂膜的形成和耐氧化性的提高。 (3)超临界水热法在SrTiO_3衬底上形成BaTiO_3异质外延膜证实BaTiO_3在450℃～600℃的Ba(OH)_2溶液中可以形成光滑的外延膜。 (4)利用超临界水热溶液在碳化物上形成碳皮膜将SiC、TiC、纤维等碳化物颗粒在300℃、10MPa以上的热水中进行处理，在表面形成碳皮膜。碳膜是通过在表面留下碳层的完全独特的方法形成的。 (5)水热合成法制备羟基磷灰石晶须我们合成了具有石棉替代品价值的晶须，且无生物毒性或致癌性。使用水溶液生产陶瓷材料的过程比高温反应、真空过程和气相过程的环境负荷要低得多，因此这项研究的意义在于证明了使用这种方法可以生产高性能材料可以说方法很大。

项目成果

Masahiro Yoshimura, et al.: "CaTiO3 Coating on TiAl by Hydrothermal-electrochemical Technique" Intermetallics. 3(in press). (1995)

Masahiro Yoshimura 等人：“通过水热电化学技术在 TiAl 上涂覆 CaTiO3”金属间化合物。

Masahiro Yoshimura, et al.: "Hydrothermal Synthesis of Biocompatible Whiskers" J. Mater. Sci.29. 3399-3402 (1994)

Masahiro Yoshimura 等人：“生物相容性晶须的水热合成”J. Mater。

Koji Kajiyoshi, et al.: "Contribution of Electrolysis Current to Growth of SrTiO_3 Thin Film by Hydrothermal Electrochemical Method" J. Mater. Res.9. 2109-2117 (1994)

Koji Kajiyoshi 等人：“电解电流对水热电化学法 SrTiO_3 薄膜生长的贡献”J. Mater。

Masahiro Yoshimura, et al.: "Titanate Film Coating on TiAl by Solvothermal Processing" Proc. of The 3rd Japan Int'l SAMPE Symp.1471-1475 (1994)

Masahiro Yoshimura 等人：“通过溶剂热加工在 TiAl 上进行钛酸盐薄膜涂层”Proc。

Wojiciech Suchanek, et al.: "Biocompatible Whiskers with Controlled morphology and Stoichiometry" J. Mater. Res.10(in press). (1995)

Wojiciech Suchanek 等人：“具有受控形态和化学计量的生物相容性晶须”J. Mater。