2026.03.25

超音波によるセラミックス超微粒子の製造

電子工業用セラミックスも高性能化、小型化が求められている。
このような小型化に伴う部品の極小化のためには、セラミックス粒子を約数百nmから１μmに
微粒子化することが、１つの方策としてある。
電子工業用セラミックスとは、セラミックス材料やセラミックスを使用した製品の総称であり
セラミックスコンデンサやパワー半導体などがある。
この電子工業用セラミックスの製造過程では、セラミックス粒子を水や各種溶媒で分散させる工程が多くあり
分散性を良くするために種々の分散剤が使用されている。
しかし、最近は微粒子化によってセラミックス粒子の分散が困難になってきている。

【超音波によるセラミックス超微粒子の製造】
［100nm以下の粒子を超微粒子と言う、その理由は、このあたりを境として、
微粒子には無い新たな特性が付加されるからである。］
　ブルースターR&Dは、2023年、超音波で発生する直径１０㎜にも達するキャビティー（微小真空核群）の
正負の衝撃力を利用し、リグノセルロースから、セルロース、ナノセルロース、ナノセルロースファイバー
の生成に成功し、分子量３０万以上の有機超高分子ヒアルロン酸を、分子量1000以下の低分子化にも成功した。
2024年には、ナノゼオライトの生成にも成功、ナノ粒子製造技術の可能性を切り開いた。
　2025年は、超音波振動子のさらなる出力強化に取り組み、従来の出力密度の2倍の出力を可能にした、
4倍出力（４W/ｃｍ２）用振動素子の開発、実用化に成功。1個３００Ｗの超音波素子で、
12000Wの超音波バリ取り装置も受注した。
　2026年度は、この技術を付加し、セラミックス超微粒子・ナノ粒子の安定製造装置を開発する。
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超微粒子の特徴は、
①分散が悪いときは粘度が小さく、分散が進むに従い，粘度が高くなる。
　しかしこの状態では、まだ分散は不十分で、さらに分散が進み、数十nmの粒径まで分散されると
　再び粘度が小さくなる。かなり高濃度の分散液でも粘度は数～数十mPa・sである。
　ここまで分散すると数年は凝集せず沈降しない安定な分散液となる
②粒径が小さくなると急激に散乱が小さくなり透明性を増す。
　可視光波長の1/4以下の粒径で高い透明性が得られる。
➂ほとんどのセラミックス超微粒子は、高い結晶性を持ち、結晶系がそのまま粒子外形に現れている。
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　2026年は、超音波キャビティーション応用技術のターニングポイントとされる年にしたい。