【中止】金属ナノ粒子・微粒子の設計・製造の基礎と工業化ポイント～合成から形状制御やペースト化、評価、応用まで～

セミナー趣旨

  金属ナノ粒子・微粒子は、導電ペースト、低温焼結接合材料、触媒、光学材料、医療材料など、多様な産業分野で利用が進んでいます。一方で、研究室レベルでは合成できても、量産時の再現性、回収・洗浄、分散安定性、表面有機物の制御、ペースト化、焼結後の品質管理など、実用化段階で多くの課題が生じます。
  本セミナーでは、金・銀・銅・白金族金属などを例に、金属ナノ粒子・微粒子の設計と化学合成の基礎から、粒子径・形状制御、耐酸化性付与、表面保護分子の設計、濃厚分散系・ペースト化、スケールアップ、評価法、低温焼結・導電材料・接合材料への応用までを、基礎と実例を結びつけて解説します。特に、銅系材料については、酸化しやすいという本質的課題をどのように克服し、低温焼結や電子部品材料へ展開するかを分かりやすく扱います。
  初学者にも理解できるよう、用語・現象・評価法を整理しながら進めます。同時に、実務で問題になりやすい「粒子が沈む」「濃くすると分散しない」「焼結しない」「保存中に劣化する」「スケールアップすると粒径が変わる」といったトラブルの考え方も取り上げます。事前質問も歓迎します。

受講対象・レベル

・金属ナノ粒子・微粒子材料の研究開発をこれから始める方、または基礎を整理したい方。
・導電ペースト、低温焼結材料、電子部品材料、接合材料、配線材料の開発に携わる方。
・ナノ粒子の合成、回収、洗浄、乾燥、再分散、保存安定性に課題を感じている方。
・高濃度分散体、インク、ペーストの設計・製造・評価に関心がある方。
・金属ナノ粒子の表面保護、有機分子設計、耐酸化性付与、粒子径・形状制御を学びたい方。
・大学・企業を問わず、ナノ粒子材料の実用化・スケールアップ・品質管理の考え方を知りたい方。

必要な予備知識

特別な専門知識がなくても理解できるように解説します。高校卒業程度の化学、または材料・化学系の基礎知識があると、
より理解しやすい内容です。

習得できる知識

・金属ナノ粒子・微粒子の基本概念、粒子径・形状・表面状態が機能に与える影響。
・化学還元法を中心とした金属ナノ粒子合成の考え方と、金・銀・銅・白金族金属への展開。
・保護分子・表面有機物の役割、分散安定化、耐酸化性付与、焼結性との関係。
・回収・洗浄・乾燥・再分散・高濃度化・ペースト化で起こりやすい問題と対処の考え方。
・スケールアップ時に注意すべき反応、混合、熱、濃度、品質管理のポイント。
・導電材料・低温焼結接合材料・触媒材料への応用展開と評価法。
など

セミナープログラム

１．金属ナノ粒子・微粒子の基礎と実用化の全体像
　1-1．金属ナノ粒子とは何か：バルク金属・微粒子・ナノ粒子の違い
　1-2．粒子径、形状、結晶性、表面状態が機能を左右する理由
　1-3．金・銀・銅・白金族金属など、金属種ごとの特徴と用途
　1-4．導電材料、接合材料、触媒、光学材料、医療材料への応用例
　1-5．研究室合成から工業材料へ進む際に生じる典型的な課題
２．金属ナノ粒子・微粒子の設計と化学合成
　2-1．化学還元法の基本：核生成、成長、凝集、熟成の考え方
　2-2．還元剤、金属前駆体、溶媒、pH、温度、濃度、添加順序の影響
　2-3．粒子径をそろえるための設計指針
　2-4．形状制御：球状、フレーク状、ロッド状、コアシェル構造など
　2-5．金・白金族ナノ粒子の合成と表面制御
　2-6．銀ナノ粒子の合成、導電材料化、保存安定性
　2-7．銅ナノ粒子・酸化銅系粒子の合成と酸化対策
　2-8．その他の遷移金属粒子へ展開する際の注意点
３．表面保護・耐酸化性・分散安定化の考え方
　3-1．保護分子は何をしているのか：分散安定化、粒子成長制御、耐酸化性付与
　3-2．表面有機物の量・結合状態・脱離挙動が機能に与える影響
　3-3．銅粒子表面を保護する考え方：酸化しやすさと焼結しやすさの両立
　3-4．緻密な表面コート、配位子、アミン、カルボン酸、ポリマーの使い分け
　3-5．保護が強すぎる／弱すぎる場合に起こる問題
　3-6．耐酸化性の評価：XRD、XPS、TG-DTA、電子顕微鏡観察など
４．回収・洗浄・乾燥・再分散とスケールアップ
　4-1．合成後の粒子回収で失敗しやすいポイント
　4-2．洗浄による不純物除去と、表面保護層を壊さないバランス
　4-3．乾燥工程で起こる凝集・酸化・表面変化
　4-4．粉末から再分散体へ戻すための考え方
　4-5．バッチアップで粒径・収率・再現性が変化する理由
　4-6．攪拌、混合、濃度、温度、添加速度、反応熱の管理
　4-7．量産化を見据えた品質管理項目：粒径分布、残留有機物、酸化状態、粘度、保存安定性
５．高濃度分散体・インク・ペーストの設計と評価
　5-1．希薄分散と高濃度分散の違い
　5-2．分散媒、分散剤、バインダー、添加剤の選び方
　5-3．粘度、チキソ性、沈降、再分散性、保存安定性の見方
　5-4．三本ロール、遠心ミキサー、高せん断分散などの装置選択
　5-5．印刷・塗布・接合プロセスに合わせたペースト設計
　5-6．濃厚分散系で起こる凝集、ゲル化、相分離への対策
６．金属ナノ粒子ペーストの焼結・接合・導電
　6-1．ナノ粒子が低温で焼結しやすい理由
　6-2．焼結温度、時間、圧力、雰囲気、昇温条件の設計
　6-3．表面有機物の脱離・分解・還元反応と焼結挙動
　6-4．銅系ペーストの低温焼結：酸化物、還元剤、保護分子の役割
　6-5．導電性、接合強度、界面密着性、空隙率の評価
　6-6．破面観察、断面観察、電子顕微鏡による焼結構造解析
　6-7．焼結不良、剥離、クラック、ボイド、抵抗上昇の原因解析
７．応用展開と今後の方向性
　7-1．電子部品・パワー半導体実装に向けた低温接合材料
　7-2．配線・電極・導電膜用途に向けたインク／ペースト材料
　7-3．触媒材料としての金属ナノ粒子設計
　7-4．医療・光学材料への展開可能性
　7-5．コスト、資源、環境負荷、量産性を踏まえた材料設計
　7-6．受講者からの事前質問・当日質問への回答

＊途中、お昼休みや小休憩を挟みます。

■本セミナーは、事前のご質問・ご要望を積極的に受け付けます！
・いただいた事前ご質問・ご要望は講義中に回答いたします（所属団体名などは伏せます）。
・提出方法は、セミナーお申込み後に届く案内をご確認ください。
・もちろんセミナー当日もご質問を受け付けます。
・事前・当日ともにすべてのご質問にお答えできるとは限りませんので、あらかじめご容赦いただけると幸いです。 

セミナー講師

 北海道大学 大学院工学研究院 材料科学部門 教授　 米澤 徹 氏

■ご略歴
・東京大学工学部卒業、東京大学大学院工学系研究科 工業化学専攻 博士課程修了、博士（工学）。
・スイス・ローザンヌ連邦工科大学、フランスCNRS触媒研究所、米国ジョージタウン大学にて研究に従事。
・九州大学工学部助手、名古屋大学大学院工学研究科助教授、東京大学大学院理学系研究科助教授・准教授を経て、現職。
・スイス・ローザンヌ連邦工科大学、中国・北京大学、台湾・国立台北科技大学、
   タイ・チュラロンコン大学にて訪問教授・客員教授を務める。
■ご専門および得意な分野・ご研究
金属ナノ粒子・微粒子の化学合成、表面分子設計、分散安定化、濃厚分散系・ペースト化、
電子顕微鏡による微細構造解析、低温焼結・接合材料、導電材料、触媒材料、光学材料、医療材料への応用。

セミナー受講料

1名50,600円(税込（消費税10％）、資料付)
＊1社2名以上同時申込の場合、1名につき39,600円
＊学校法人割引：学生、教員のご参加は受講料50％割引。

主催者

開催場所

受講について

• 配布資料は、印刷物を郵送で1部送付致します。お申込の際はお受け取り可能な住所をご記入ください。
  お申込みは4営業日前までを推奨します。
  それ以降でもお申込みはお受けしておりますが（開催1営業日前の12:00まで）、
  テキスト到着がセミナー後になる可能性がございます。
• 資料未達の場合などを除き、資料の再配布はご対応できかねますのでご了承ください。
• 受講にあたってこちらをご確認の上、お申し込みください。
• Zoomを使用したオンラインセミナーです
  →環境の確認についてこちらからご確認ください