樹脂の表面改質を利用した磁性ナノ粒子分散ポリイミド薄膜の調製と物性

树脂表面改性磁性纳米粒子分散聚酰亚胺薄膜的制备及物理性能

• 批准号: 14750579
• 负责人: 赤松 謙祐
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Konan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750579/
• 关键词: ポリイミド樹脂; 磁性ナノ粒子; コンポジット; 表面改質

本研究計画の最終年度である本年度は、前年度において得られた成果をもとに、磁性ナノ粒子分散ポリイミド薄膜の微細構造制御および磁気特性と構造の相関について検討した。前年度においては、薄膜の厚みは水酸化カリウム水溶液の濃度、時間および改質時の温度を変化させることによって任意に制御できることが明らかとなっており、本年度は主にナノ粒子サイズおよび体積充填率の制御に関する検討を行った。その結果、ニッケルイオンをドープしたポリイミド樹脂を200〜300度において水素雰囲気下にて熱処理を施すと、熱処理時間の増大に伴いニッケルナノ粒子の触媒作用によりマトリックス樹脂が分解収縮することを新たに見いだした。さらに収縮の際にナノ粒子サイズは変化しないことが明らかとなっており、サイズは熱処理温度、体積充填率は熱処理時間により連続的に制御可能であることがわかった。以上の結果により、本研究計画の目的である微細構造制御について、磁性ナノ粒子分散薄膜の微細構造パラメーター(膜厚、粒子サイズおよび体積充填率)をそれぞれ独立にかつ精度良く制御することに成功した。以上の知見をもとに、本年度はさらに微細構造を制御した薄膜の磁気特性に関して検討し、微細構造と磁気物性の相関について検討した。ナノ粒子間の磁気的相互作用を解析するのに極めて有効な評価法である強磁性共鳴シグナルについ検討したところ、磁気共鳴ピークは薄膜の体積充填率に依存して連続的にシフトした。これは粒子間の磁気的相互作用の変化をとらえた世界的にも初めての結果であり、今後磁気記録材料をはじめとする記録デバイスの構築に関するモデルサンプルとして今後の用途展開が期待される。以上の成果は国内および国際学会にて発表を行い、微細構造制御に関してまとめた論文をEuropean Physical Journal D誌に公表した。

The final year of this research project is the year in which the results obtained from the previous year are compared with those obtained from the previous year. The microstructure of magnetic particle dispersion thin films and the correlation between magnetic properties and structure are studied. In the past year, the thickness of the film and the concentration of the aqueous solution, the time and the temperature during the modification were changed. In the current year, the main factors related to the control of the particle size and the volume filling rate were discussed. As a result, heat treatment at 200 ~ 300 ° C in the presence of water element was carried out, and the increase of heat treatment time was accompanied by the catalytic effect of particles on the decomposition and contraction of resin. The heat treatment temperature, volume filling rate, heat treatment time, and continuous control of the particles are possible. As a result, the objective of this research project is to successfully control the microstructure of magnetic particle-dispersed thin films independently with good precision. This year, we will study the magnetic properties of thin films with fine structure and magnetic properties. The magnetic interaction between particles depends on the volume filling rate of ferromagnetic resonance films. The interaction between particles and magnetic recording materials is expected to develop in the future. The above achievements were published in the European Physical Journal.

项目成果

K.Akamatsu, K.Nakahashi, S.Ikeda, H.Nawafune: "Fabrication and structural characterization of nanocomposites consisting of Ni nanoparticles dispersed in polyimide films"European.Physical Journal D. 24(1-3). 377-380 (2003)

K.Akamatsu、K.Nakahashi、S.Ikeda、H.Nawafune：“由分散在聚酰亚胺薄膜中的 Ni 纳米粒子组成的纳米复合材料的制造和结构表征”European.Physical Journal D. 24(1-3)。

K.Akamatsu, K.Nakahashi, S.Ikeda, H.Nawafune: "Fabrication and structural characterization of nanocomposites consisting of Ni nanoparticles dispersed in polyimide films"European. Physical Journal D. (印刷中).

K.Akamatsu、K.Nakahashi、S.Ikeda、H.Nawafune：“由分散在聚酰亚胺薄膜中的 Ni 纳米粒子组成的纳米复合材料的制造和结构表征”欧洲物理杂志 D.（出版中）。