電着法によるディオプサイド-金属系生体親和性複合材料の作製と評価

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前年度に引き続き,生体親和性を有するディオプサイド(CaMgSi_2O_6)と機械的性質に優れた金属との複合材料作製を最終目的とし,ディオプサイド微粉末の電着法による金属板上への厚膜状成形ならびにその緻密化を試みた。ディオプサイド微粉末は共沈法によって作製し,平均粒径1.0μmのものを得た。これをもとにエタノールを分散媒としてスラリーを調製,一対のステンレス平板(SUS304,40×20×1 mm^3)を正負の電極として使用してスラリー中へ挿入,直流電界を印加し,電着法による厚膜成形を行った。厚膜成形体へのNa成分の添加は(1)Na塩添加同時堆積法(2)Na溶液浸漬法により試みた。(1)の方法では,エタノール中にNaIを溶解し,それを分散媒として電着成形を行うことによってNa成分の添加を試みた。しかしながらこの方法では,成形時に粉末が堆積するカソード極で気泡が発生し,十分な粉末の堆積が得られなかった。これは,エタノールとNaIからNaエトキシドが生成し,その際に遊離したH^+からH_2が発生したものと推察された。(2)の方法では,あらかじめ作製したディオプサイド厚膜をNa塩水溶液に浸漬し,乾燥することで Na成分の添加を行った。乾燥後の基板をアルゴン雰囲気中で800〜1000℃で焼成したところ,無添加の厚膜を焼成した場合と比較して明らかにはく離が少なく,付着性の高い多孔質状のディオプサイド厚膜が得られた。添加したNa成分はディオプサイドと反応して低融点の液相を生成し,それが結合相となって粒子同士の結合,あるいは粒子と基板との密着性を高めたものと推察される。