ソフト溶液プロセスによる高機能セラミックス薄膜

软溶液工艺生产的高性能陶瓷薄膜

• 批准号: 06F06404
• 负责人: 吉村 昌弘
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06F06404/
• 关键词: 金属ガラス; 水熱電気化学; 生体材料; ソフト溶液プロセス; セラミックス薄膜; セラミックス; 膜; コーティング; 酸化物; 生体活性; Fe_3O_4; SiO_2

本研究は、環境調和型のセラミックス材料の作製法として提案されているソフト溶液プロセスによって、生体親和セラミックス、電磁気用フェライトなどの高機能薄膜を溶液中で直接作製する手法を開発するものである。この目的達成のため、金属ガラス基板を電気化学的に処理して表面にセラミックス膜を作製する。溶液の種類、温度、周波数など実験パラメーターを交差させて得られる薄膜の組成、構造特性を評価することにより、酸化物薄膜の生成機構を解明すると共に膜特性の高性能化を追及する。Ti,Zr基金属ガラスでは、表面にTiO_2,ZrO_2あるいはCaTiO_3などの生体親和性酸化物セラミクス膜を生成させる。また、Fe基金属ガラスでは、表面にFe_3O_4あるいは含水鉄酸化物を生成させて生体親和性を持たせる。さらにこれらを疑似体液中で保持したところ、ヒドロキシアパタイトの析出、コーティングが可能であることがわかった。すなわち金属ガラスの生体親和セラミックス膜コーティングを達成した。実例を示すと、鉄基金属ガラス[(Fe_<0.5>Co_<0.5>)_<0.75>B_<0.2>Si_<0.05>]_<96>Nb_4およびFe_<76>Si_9P_5B_<10>を100℃以下の水熱電気化学処理を施すとHNO3および純水中では薄い平滑なアモルファス膜が形成されるだけであるのに対し、アルカリ性のNaOHあるいはNH_4OH水中ではスピネル形化合物のナノ粒子やナノ結晶が形成された。未処理のBMGや平滑なアモルファス膜は疑似体液中でもほとんど変化が生じないのに対して、スピネル形ナノ粒子やナノ結晶が形成された膜では、ヒドロキシアパタイトが析出することが確認された。

This study aims to develop a method for preparing environmentally compatible high-performance films directly from solution, bioaffinity, and electromagnetic materials. To achieve this goal, the metal substrate is electrochemically treated and the surface is coated. The composition and structural characteristics of the thin film obtained from the solution, temperature and cycle number are evaluated, and the formation mechanism of the acid thin film is explained to improve the film performance. TiO_2, ZrO_2, CaTiO_3, TiO_2, TiO_2, TiO_3, TiO_2, TiO_3, TiO_2, TiO_2, TiO_3, TiO_2, TiO_3, TiO_2, TiO_2, TiO_3, TiO_3, TiO_2, TiO_2, TiO_3, TiO_2, TiO_3, TiO_2, TiO_ Fe-based metals have a high affinity for Fe3O4, and their surface properties are stable. In addition, it is possible to maintain a high temperature in the body fluid. The biological affinity of the metal and the membrane can be achieved. For example, Fe-based metals such as [(Fe_<0.5>Co_<0.5>)_<0.75>B_<0.2>Si_<0.05>]_<96>Nb_4 and Fe_<76>Si_9P_5B_<10>are treated with HNO_3 and purified water at temperatures below 100℃. Untreated BMG smooth film formation in suspected body fluids is confirmed by the formation of particles and crystals.

项目成果

Direct Fabrication of bioactive Ceramic Fiolm on Fe based Glass from Aqueous Solution

水溶液在铁基玻璃上直接制备生物活性陶瓷薄膜

• 发表时间: 2007
• 作者: J.V. Olmos;T. Kuri;K. Kitayama;HaiYan Xu;HaiYan Xu;HaiYan Xu
• 通讯作者: HaiYan Xu

Deposition of Manganese Oxide thin Films at Low Temperature from Aqueous Solution

水溶液低温沉积氧化锰薄膜

• 发表时间: 2007
• 作者: J.V. Olmos;T. Kuri;K. Kitayama;HaiYan Xu
• 通讯作者: HaiYan Xu

Fabrication of Bioactive Thin Film on Iron-based Glassy Alloy via Hydrothermal Processing for Ceramics

陶瓷水热处理铁基玻合金生物活性薄膜的制备

• 发表时间: 2007
• 作者: J.V. Olmos;T. Kuri;K. Kitayama;HaiYan Xu;HaiYan Xu
• 通讯作者: HaiYan Xu