金属銅ナノ粒子－シリカガラス被覆複合体の電気・熱伝導特性の研究

纳米金属铜-二氧化硅玻璃涂层复合材料的导电导热性能研究

• 批准号: 12J02311
• 负责人: 塩見 昌平
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J02311/
• 关键词: 銅ナノ粒子; シリカ被覆; 混成電位; 水晶振動子マイクロバランス

一般に、熱伝導と電気伝導はどちらも物質中の電子の移動に起因するため、高い熱伝導性と絶縁性を両立させることは難しい。そこで、金属と酸化物との複合化により絶縁性を維持しつつ良好な熱伝導性を有する材料として、申請者は、シリカ被覆金属銅ナノ粒子を提案した。このシリカ被覆金属銅ナノ粒子の実用化に向けて、本年度の研究では、反応浴組成を変化させたときの銅ナノ粒子の安定性やシリカ析出挙動を、混成電位測定と水晶振動子マイクロバランス(QCM)測定を用いることで電気化学的・速度論的考察に基づいて調査し、生成するシリカ被覆銅ナノ粒子の形態制御を試みた。これまでにも、金属ナノ粒子のシリカ被覆に関する報告は散見されるが、いずれも、金などの非常に安定な貴金属や酸化物ナノ粒子を被覆したものが多くを占めている。この理由としては、シリカ被膜の原料となるテトラエトキシシラン(TEOS)のゾル-ゲル反応において、均一な皮膜を生成させるためにアンモニアを用いるのが一般的であるため、アンモニアと錯体を形成して溶解してしまう銅のシリカ被覆は困難であったためである。また、金属ナノ粒子の安定性やシリカの析出速度を定量的に評価した例は少なく1本研究では、最適な浴組成を知るための評価方法も確立した。その後、作製したナノ複合体の物性評価法の確立へ向けての指針を得るため、TEOSに代表される4官能性シランに加えて3官能性シランを用いることにより、まずはバルク金属への均一なシリカ被覆を試み、その物性を評価した。

一般来说，热传导和电传导都是由物质中电子的运动引起的，因此很难同时实现高导热性和绝缘性。因此，申请人提出了二氧化硅涂覆的金属铜纳米粒子作为通过金属和氧化物的复合物保持绝缘性并具有良好导热性的材料。为了将这些二氧化硅包覆的金属铜纳米粒子投入实际应用，今年的研究将使用混合电位测量和石英晶体微天平研究改变反应浴组成时铜纳米粒子的稳定性和二氧化硅沉淀行为（我们基于电化学进行了研究）和使用 QCM 的动力学考虑）测量，并尝试控制所产生的二氧化硅涂覆的铜纳米颗粒的形态。到目前为止，已有一些关于金属纳米颗粒二氧化硅涂层的报道，但大多数都是用极其稳定的贵金属（例如金或氧化物纳米颗粒）涂层的。其原因是，二氧化硅涂层的原料四乙氧基硅烷（TEOS）的溶胶-凝胶反应中通常使用氨，以生成均匀的涂层，这是因为用二氧化硅涂覆铜很困难。 ，否则会溶解。此外，定量评估金属纳米颗粒的稳定性或二氧化硅的沉淀速率的例子很少，因此本研究还建立了评估方法来确定最佳镀液成分。然后，为了获得建立评估所制备的纳米复合材料的物理性能的方法的指导，我们首先使用除了四官能硅烷之外的三官能硅烷，例如TEOS，来均匀地涂覆块体金属，并尝试用二氧化硅涂覆并评估其性能。物理特性。

项目成果

銅ナノ粒子のシリカ被覆と赤色釉薬への応用

纳米铜二氧化硅包覆及其在红釉中的应用

• 发表时间: 2012
• 作者: 塩見昌平;松原英一郎;田口肇;橋用章三;楷山直範
• 通讯作者: 楷山直範