報告書番号

W97010

タイトル（和文）

レーザアブレージョンによる酸化物超微粒子の試作

タイトル（英文）

FORMATION OF ULTRA-FINE PARTICLES FROM BULK OXIDE BY LASER ABRASION

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

最近，粒子の機能化への関心と技術の進展に伴い，超微粒子の利用が注目されてきている。このような背景の中，当所では触媒等への適用が期待される酸化物の超微粒子化による特性向上に着手した。レーザガス中蒸発法でアルミナ，シリカ，酸化亜鉛を超微粒子化し，超微粒子特有の性質が期待できる粒径１０ｎｍ以下の粒子生成条件を探ることを目的とした。平均粒径を測定した結果，すべての素材で１０ｎｍ程度の粒径のものが得られた。又，平均粒径は生成室圧の上昇とともに大きくなった。これは，圧力が高くなると，平均自由行程が短くなり，粒子の成長速度が増すためであると考えられる。ＴＥＭからも，生成室の圧力が低い方が粒径が小さくなることが確認された。また，アルミナ，シリカは球状であるのに対し，酸化亜鉛は多角形状が多くなった。さらに，アルミナ，酸化亜鉛は結晶性が優れているのに対し，シリカはアモルファス構造であることが分かった。

概要 （英文）

ULTRA-FINE PARTICLES (UFP) COULD HAVE UNIQUEPROPERTIES THAT ARE DIFFERENT FROM BULK MATERIALS AND MIGHT IMPROVE THE PERFORMANCE OF SORBENTS AND CATALYSTS. THIS REPORT INVESTIGATED THE FORMATION OF UFP FROM ALUMINA, SILICA AND ZINC OXIDE, WHICH ARE OFTEN USED AS SORBENTS, BY LASER ABRASION. THE FOLLOWING RESULTS WERE OBTAINED:THE AVERAGE DIAMETER OF UFP WAS SMALLER THAN 10 NM. THE PARTICLE SIZE INCREASED WITH DECREASED CHAMBER PRESSURE. THE POWER OF THE LASER HAD ASMALL EFFECT ON THE UFP SIZE, BUT AFFECTED THE NUMBER OF PARTICLES. ANALYSIS BY TEM SHOWED THAT UFP OF AL2O3 WERE CRYSTALS OF SIZES BETWEEN 5AND 40 NM. THE UFP OF SIO2 WERE AMORPHOUS AND UFP OF FEW NANOMETERS AGGREGATED INTO AN AGGLOMERATE OF AMORPHOUS NANOPARTICLES. THE UFP OF ZNOWERE FOUND TO BE CRYSTALS BY XRD ANALYSIS WITH SIZES BETWEEN 5 AND 15 NM.

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