人工角膜に適用する光触媒と酸素バリアーの複合機能を持つ積層膜の開発

开发具有光触媒和氧气阻隔复合功能的人工角膜复合膜

• 批准号: 19656034
• 负责人: 村上 理一
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: The University of Tokushima
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19656034/
• 关键词: 可視光応答型光触媒; 酸窒化チタン; ガスバリア膜; 酸窒化ケイ素; スパッタリング

前年度は予備実験として傾斜対向型DCマグネトロンスパッタリング装置を用いてガラス基板上およびPET基板上に可視光応答型TiON型光触媒薄膜とSiON型酸素透過抑制膜を成膜し,各膜の可視光透過率,光触媒性能および酸素透過性などの性能評価を行った.その結果,SiON型酸素透過抑制膜は十分な性能を発揮できるが,スパッタリング装置で直接成膜したTiON薄膜は成膜可能な条件範囲が極めて狭いこと,またTiON薄膜が作成できてもそのままでは結晶性が悪く,十分な光触媒性能が発揮されなかった.そこで結晶化促進のために大気雰囲気中でTiON薄膜の焼鈍を行ったが,酸化が過度に進行し紫外光では作動するものの可視光では光触媒作用が発現しなかった.そこで,本年度は新しいTiON膜の作成方法として,窒化チタンを熱処理によって酸化させる手法を検討した.検討に際しては,まず,石英基板上に成膜し,その光学的特性および光分解能を評価した.その後,金属基板上にTiNを被覆・熱処理し,その光分解能を調べた.その際,酸化速度を制御するため,真空下でも熱処理を行った.その結果,透明な石英基板を用いた場合,高温で熱処理を行うことによって吸収端の赤方移行が生じ,バンドギャップが狭さく化されることがわかった。しかし,750℃で熱処理を行うと、大きな粒径のルチル型優位の結晶構造となり、ほとんど光分解能が確認できなかった。そのため,ルチル優先配向膜とならない範囲でもっとも高い温度である650℃で熱処理を行うと,紫外及び可視光のいずれの場合に於いても最も高い光分解能を示した.一方,金属基板を用いた場合では熱処理に伴う膜のはく離および650℃程度でのルチル化の促進が問題となった.これは基板と膜の熱膨張係数の差および基板の酸化による析出物が原因である.そのため,550℃、1000Paで熱処理を行うことによって,高い光触媒特性をもつ膜を作成できることが明らかになった.

In the past year, the preparation of TiON photocatalyst film and SiON acid transmission inhibition film on PET substrate was carried out, and the visible light transmittance, photocatalyst performance and acid permeability of each film were evaluated. As a result,SiON type acid transmission inhibition film has excellent properties and excellent photocatalytic properties. The crystallization of TiON film is promoted by ultraviolet light and the photocatalytic effect of TiON film is realized. This year, the new TiON film production method was discussed, including heat treatment and acidification. In this paper, the optical properties and photolysis properties of quartz substrates are evaluated. After that, TiN coating on metal substrate, heat treatment, and photolysis can be adjusted. During the acidification process, the acidification rate is controlled, and the heat treatment is carried out under vacuum. As a result, transparent quartz substrates are used in high temperature heat treatment. Heat treatment at 750 ℃ confirms the crystal structure and photolysis properties of large particle sizes. In the case of heat treatment at 650℃, ultraviolet and visible light, the highest photolysis energy can be obtained. On the one hand, the metal substrate is used in the case of heat treatment, the film separation is higher than 650℃, and the promotion of the film formation is problematic. The difference in thermal expansion coefficient of the film on the substrate is the cause of the precipitate on the substrate. Heat treatment at 550 ℃, 1000Pa, high photocatalytic properties, film making.

项目成果

Oxygen solubility and diffusibility of SiOxNy films deposited by DC magnetron sputtering

直流磁控溅射沉积SiOxNy薄膜的氧溶解度和扩散率

• 发表时间: 2008
• 作者: 高奈秀匡;他;水谷公一;水谷公一;水谷 公一;R. Murakami;R. Murakami
• 通讯作者: R. Murakami

Photocatalytic properties of a TiOxNy film obtained by oxidation of TiN film

TiN薄膜氧化所得TiOxNy薄膜的光催化性能

• 发表时间: 2008
• 作者: 高奈秀匡;他;水谷公一;水谷公一;水谷 公一;R. Murakami;R. Murakami;R. Murakami
• 通讯作者: R. Murakami

ガスバリア膜の被覆によるステンレス鋼の高温酸化特性の改善

涂覆阻气膜提高不锈钢的高温氧化性能

• 发表时间: 2007
• 作者: 高奈秀匡;他;水谷公一;水谷公一;水谷 公一;R. Murakami;R. Murakami;R. Murakami;村上 理一
• 通讯作者: 村上 理一

Improvement of Oxidation Property of SUS304 by Gas barrier Coatmg

阻气涂层改善SUS304氧化性能

• 发表时间: 2007
• 期刊: Key Engineering Materials 353-358
• 作者: 高奈秀匡;他;水谷公一;水谷公一;水谷 公一;R. Murakami
• 通讯作者: R. Murakami

熱処理によるTiON薄膜からのTiO^xN^y薄膜の作製と光分解特性

TiON薄膜热处理制备TiO^xN^y薄膜及其光降解性能

• 发表时间: 2007
• 作者: 高奈秀匡;他;水谷公一;水谷公一;水谷 公一;R. Murakami;R. Murakami;R. Murakami;村上 理一;村上 理一
• 通讯作者: 村上 理一