サービス／製品一覧 - 前川・山崎研究室

研究内容SERVICE&PRODUCTS

研究テーマ一覧

「レーザパターニング」
-金属ナノ粒子による導電回路形成-

金属ナノ粒子を用いた金属焼結膜形成に関する研究です．

「グリーンテープレーザ焼結法による固体酸化物形燃料電池電極の作製」

グリーンテープレーザ焼結(GTLS)法は，バインダを用いて粉末をテープ状にしたものをレーザで焼結する方法である．この方法では，焼結体が有気孔（ポーラス）構造になり，レーザパラメータによって微細構造の制御が可能である．

Fig.1 Schematic of green tape laser sintering method

本研究では，このGTLS法を用いて固体酸化物形燃料電池（SOFC）電極を作製し，レーザパラメータ制御と工程等の検討により，SOFC電極に求められる微細構造を実現させることを目的とする．

Fig.2 Schematic of solid oxide fuel cell

GTLS法によってSOFC電極を作製するためには，2つのアプローチ方法がある．1つ目は電極のブロック体を作製し，その後電解質を接着する方法であり，2つ目は電解質基板に電極を直接レーザ焼結する方法である．

1つ目の方法では，グリーンテープをレーザ焼結し，その上にグリーンテープを重ねて再びレーザ焼結することで下層の焼結体の上に上層の焼結体を焼結させ，積層高さが十分になるまでその工程を繰返すことで電極のブロック体を作製する．現在では積層高さが十分に高くならないのが現状であり，工程やパラメータ等の検討が必要である．

次に，2つ目の方法について説明する．この方法は，電解質の上に電極材のグリーンテープを貼付し，それをレーザ焼結することで微細構造を有する電極を直接電解質基板上に作製することが可能である．今後，レーザパラメータを検討することで，微細構造を最適化させると共に，実際に用いられている厚さの薄い電解質基板に焼結が可能となるようにレーザによる熱応力を低下させることが必要である．さらに，電解質と電極の接着性の評価方法の確立，実際の発電させることによって作製した電極構造の性能評価などが必要である．

Fig.3 Sintered surface of LSM

Fig.4 Sintered surface of Ni cermet

研究テーマ一覧（過去のもの）

実施年度：　2012年ごろ

「釉薬の発色」
-レーザ照射による釉薬の発色-

釉薬の発色について研究しました．

実施年度：　2008年ごろ

「レーザ3次元加工法」
－グリーンテープレーザ（GTLS）焼結法－

金属製の3次元構造体の作製について研究しました。

「レーザ3次元加工法」
－グリーンテープレーザ（GTLS）焼結法－

１．背景と目的
人間の歯はとても重要な役割を担っている．歯を喪失すると咀嚼力の低下，発音の異常，歯列のゆがみ，噛み合わせの悪化による顎関節症など，様々な悪影響を及ぼす．
そこで近年，インプラント治療による口腔機能の回復が有力視されている．
本研究では，今現在多く利用されているインプラントをさらに超えた機能性を持つインプラントの開発を目指す．

図1　インプラントとは

２．本研究が目指すインプラントの概要
今現在多く利用されているインプラントは完全な緻密体であるため，固定性に限界がある．
そこで本研究では，積層造形法によりインプラント内部に立体的な空洞を作製し，骨をインプラント内部に侵入させることにより固定性の向上をねらう．

　　　　　　　　　　　
(a)3D CADデータ　(b)スライスデータ　(c)3Dモデリング　(d)完成
図2　インプラントの作製方法

３．今現在の研究進行状況
インプラントに要求される圧縮強度を満たし，内部構造の作製にも成功した．今後，内部構造の造形精度の向上などの課題が挙げられる．

　　
　　

図３　内部構造の断面図

金属製の3次元構造体の作製について研究しました。