機能性顔料の開発（セラミックス製品の真正性と偽造困難性の更なる向上）

功能性颜料的开发（进一步提高陶瓷产品的真伪性和难仿冒性）

基本信息

批准号：
22K12033
负责人：
藤川真樹
金额：
$ 2.5万
依托单位：
Kogakuin University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K12033/
关键词：
人工物メトリクス希土類酸化物セラミックス製品機能性顔料

项目摘要

目標とする白色顔料は、光励起により可視光（２つのピーク波長）と近赤外線（１つのピーク波長）を発光する。この発光は２つの希土類酸化物（酸化エルビウム、酸化イッテルビウム）によってもたらされるが、当該発光を顕著なものにするためには、白色顔料の母体となる材料を探索する必要がある。当該材料の要件は、白色であること、融点が１３００度よりも高いこと、２つの希土類酸化物から出る２種類のイオンを取り込める性質を持つこと、である。母体材料の候補として、ケイ酸ジルコニウム、酸化イットリウム、ケイ酸イットリウムの３つを挙げた。これらは、上記２つの要件（白色であること、融点が１３００度よりも高いこと）を満たすためである。それぞれの候補に、２つの希土類酸化物を共添加して１４００度で焼成したところ、白色が保たれることが確認された。つぎに、それぞれの候補に対して励起光（９８０ナノメートル）を照射しながら、発光の有無（発光が観測された場合には、その強度）を観測した。その結果、他の２つの候補に比べて、酸化イットリウムが母体であるときに、強い発光が観測された。また、可視光と近赤外線の発光も確認できたことから、酸化イットリウムを白色顔料の母体とすることにした。なお、上記焼成時には、反応促進剤として酸化ホウ素を少量添加した。白色顔料の母体が見つかったことは、本研究において大きな前進である。次年度は、酸化イットリウムと共添加する２種類の希土類酸化物について、その適切な割合を探索することを目標とする。要は、発光強度が最も高く、酸化エルビウムによる着色を可能な限り少なくできる割合を見つけ出すことである。発光強度は分光測定により、着色の度合いは目視により、それぞれ評価する。

靶向的白色颜料通过光激发发射可见光（两个峰值波长）和近红外光（一个峰值波长）。这种发射是由两种稀土氧化物（氧化物，氧化物）带来的，但是为了使发射更加明显，有必要搜索白色颜料的基本材料。该材料的要求是白色，具有大于1300度的熔点，并且具有从两种稀土氧化物中捕获两个离子的特性。基本材料的三个候选物为硅酸锆，氧化氢和硅酸盐。这些是满足上述两个要求（白色和熔点高于1300度）。已确认将两个稀土氧化物共同添加到每个候选物并在1400°C下钙化时，保持白色。接下来，虽然对每个候选者辐照激发光（980纳米），但观察到光（或观察到发光，其强度）的存在或不存在。结果，与其他两个候选者相比，当氧化Yttrium是母体时，观察到了强发光。此外，由于还确认了可见的和近红外的射线，因此选择氧化Yttrium氧化物作为白色颜料的父母。在上述钙化期间，添加了少量的氧化硼作为反应加速剂。在这项研究中，发现白色颜料基质是向前迈出的重要一步。在第二年，目标是寻找与氧化Yttrium氧化物共同添加的两个稀土氧化物的适当比例。关键是要找到具有最高发光强度的比例，并允许氧化埃比族引起的着色尽可能低。通过光谱评估发射强度，并在视觉上评估着色程度。