サブミクロン-シングルナノサイズの金属ナノ粒子に適用可能な酸化防止技術の開発

开发适用于亚微米至单一纳米金属纳米颗粒的抗氧化技术

• 批准号: 08J04151
• 负责人: 兒玉 大輔 (2009)
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J04151/
• 关键词: ナノ粒子; 遷移金属粒子; ポリオール法; 化学合成; 酸化防止; 表面・界面物性; ナノ粒; ポリオールプロセス

本年度は粒子径が数十nm程度のFe-Co合金粒子およびCuナノ粒子に対する表面処理に関する研究を行った。昨年度の研究により達成した、粒子径数十nm程度のFe-Co粒子に対し、酸化雰囲気での熱処理による酸化物被覆処理および化学的手法を用いたSiO_2コーティング処理を行い、表面処理が物理的特性および耐酸化性に及ぼす影響を検討した。熱処理の結果、Fe-Co粒子表面に緻密な酸化物被膜が形成された。熱処理温度および時間により被膜厚さは制御可能であった。加えて、酸化物表面被膜の組成は熱処理雰囲気中の酸素分圧により制御可能であり、酸素分圧の低い条件下ではよりCo-richな組成となった。化学的手法を用いたSiO_2コーティング処理の結果、粒子表面へのSiO_2被膜の導入に成功した。膜厚は原料濃度および反応温度等の条件により制御可能であり、厚みが10nm以下の被膜も作製可能であった。しかし、膜厚が薄い条件では明確な耐酸化性の向上は確認されなかった。また、Cuナノ粒子を用い、表面原子置換による耐酸化性の向上を試みた。Cuと比較してイオン化傾向の低いAgイオンが溶解した溶液中にCu粒子を投入し、低温で24h以上保持することで、Cu粒子表面へのAg被膜の導入に成功した。被覆処理を施した粒子には明確な耐酸化性の向上が確認された。表面処理に加え、ポリオール法をベースとした高飽和磁化かつ粒子径の小さいFe-Ni合金微粒子合成も試みた。その結果、粒子径100nm以下かつバルクと同等の飽和磁化を示す、Fe-Ni合金微粒子合成技術を確立した。

This year, the surface treatment of Fe-Co alloy particles with particle diameters of tens of nm and Cu particles was studied. In the past year, Fe-Co particles with particle diameters of several tens of nm were treated with acid coating and chemical treatment, and physical characteristics and acid resistance of surface treatment were investigated. As a result of heat treatment, a dense acid film was formed on the surface of Fe-Co particles. Heat treatment temperature is too high to control the thickness of the coating. The composition of the surface coating of the acid and acid is different from that of the acid component in the heat treatment atmosphere. The SiO_2 coating on the particle surface was successfully introduced as a result of chemical treatment. The film thickness can be controlled under the conditions of raw material concentration, reaction temperature, etc., and the film thickness can be controlled under 10nm. The condition of thin film thickness is clear and acid resistance is confirmed upward. For example, the use of Cu particles, surface atom replacement, acid resistance and upward test. Cu particles were added to the solution and kept at low temperature for more than 24h. The Ag coating on the surface of Cu particles was successfully introduced. The acid resistance of the coated particles is clearly confirmed. The surface treatment is to increase the particle size of Fe-Ni alloy particles by high saturation magnetization. As a result, the saturation magnetization of particles with diameters below 100nm has been demonstrated, and the synthesis technology of Fe-Ni alloy particles has been established.

项目成果

Fe-Co合金微粒子の高周波特性に及ぼす酸化物被膜の影響

氧化膜对Fe-Co合金细粒高频特性的影响

• 发表时间: 2008
• 作者: Kodama D.;Shinoda K.;Kasuya R.;Tohji K.;Jeyadevan B;兒玉大輔
• 通讯作者: 兒玉大輔

Synthesis of submicron sized Fe20Ni80 particles and their magnetic properties

• DOI: 10.1063/1.3334170
• 发表时间: 2010-04
• 期刊: Journal of Applied Physics
• 影响因子: 3.2
• 作者: D. Kodama;K. Shinoda;Ryo Kasuya;K. Tohji;M. Doi;J. Balachandran