JP7610412B2

JP7610412B2 - Processed member and method for manufacturing the same

Info

Publication number: JP7610412B2
Application number: JP2021001401A
Authority: JP
Inventors: 央始小林; 匡平高田; 健寿田村; 伸也小野寺; 彰敏吉井
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2021-01-07
Filing date: 2021-01-07
Publication date: 2025-01-08
Anticipated expiration: 2041-01-07
Also published as: JP2022106423A

Description

本発明は、加工部材及び加工部材の製造に関する。 The present invention relates to processed parts and the manufacture of processed parts.

金属が酸化物の表面に設けられた構成が知られている。たとえば、特許文献１は、酸化物の粒子の表面に、銀を含む金属が形成された組成物を開示している。 A configuration in which a metal is provided on the surface of an oxide is known. For example, Patent Document 1 discloses a composition in which a metal including silver is formed on the surface of an oxide particle.

特開２００１－０３８２２２号公報JP 2001-038222 A

酸化物の表面に銀が設けられた構成によって、様々な作用がもたらされる。たとえば、酸化チタンなどの酸化物は光触媒として知られているが、光触媒の表面に銀が設けられていれば、光が照射されていない状態であっても抗菌作用が奏される。また、紫外線の照射によって発生した電子が光触媒から光触媒の表面に設けられた銀に集まり、銀を介して酸化還元反応が生じるため、酸化還元反応の発生効率が向上する。 The structure in which silver is provided on the surface of an oxide provides various effects. For example, oxides such as titanium oxide are known as photocatalysts, and if silver is provided on the surface of the photocatalyst, it will have an antibacterial effect even when not exposed to light. In addition, electrons generated by exposure to ultraviolet light are collected from the photocatalyst to the silver provided on the surface of the photocatalyst, and an oxidation-reduction reaction occurs via the silver, improving the efficiency of the oxidation-reduction reaction.

酸化物の表面に設けられた銀粒子によって、局在表面プラズモン共鳴も発生し得る。局在表面プラズモン共鳴によれば、光エネルギーが電気エネルギーに変換される。たとえば、銀粒子への可視光の入射によって、電子の運動が増強される。たとえば、光触媒の表面に設けられた銀粒子によって局在表面プラズモン共鳴が生じれば、光触媒において電子が発生するほか、銀粒子においても局在表面プラズモン共鳴に対応する波長の入射に応じて電子が活性化する。このため、酸化還元反応を発生させる波長範囲が拡大されると共に酸化還元反応の発生効率がさらに向上する。 Localized surface plasmon resonance can also occur due to silver particles provided on the surface of the oxide. Localized surface plasmon resonance converts light energy into electrical energy. For example, the incidence of visible light on silver particles enhances the movement of electrons. For example, if localized surface plasmon resonance occurs due to silver particles provided on the surface of a photocatalyst, electrons are generated in the photocatalyst, and electrons are also activated in the silver particles in response to the incidence of light of a wavelength corresponding to localized surface plasmon resonance. This expands the wavelength range that generates the redox reaction and further improves the efficiency of the redox reaction.

特許文献１においては、複数の組成物が板状の部材の表面に塗布されている。これらの各組成物には、酸化物粒子の表面に銀を含む金属が形成されている。したがって、上述したような酸化還元反応などの作用が生じ得る。しかしながら、このように構成された加工部材では、加工部材の表面に露出する組成物は、塗布された複数の組成物のうちのごく一部である。加工部材の表面に配置された組成物によって上述したような作用がもたらされ、内部に位置する組成物は上記作用に寄与し難い。したがって、作用に寄与しない銀及び酸化物も比較的多く存在する。たとえば、加工部材の表面に入射した光は内部に位置する組成物に届き難く、内部に位置する組成物は光触媒として作用し難い。このため、同程度の作用を発生する加工部材であっても、内部に位置する組成物が多いほど銀など材料費も多い。複数の酸化物粒子の各々に銀が形成されることによって組成物が生成され、その後に、生成された組成物が別体の部材の表面に塗布されるため、製造に手間も要される。 In Patent Document 1, a plurality of compositions are applied to the surface of a plate-shaped member. In each of these compositions, a metal containing silver is formed on the surface of the oxide particles. Therefore, the above-mentioned action such as the oxidation-reduction reaction can occur. However, in a processed member configured in this manner, the composition exposed to the surface of the processed member is only a small part of the plurality of compositions applied. The above-mentioned action is brought about by the composition arranged on the surface of the processed member, and the composition located inside is unlikely to contribute to the above action. Therefore, there is a relatively large amount of silver and oxide that does not contribute to the action. For example, light incident on the surface of the processed member is unlikely to reach the composition located inside, and the composition located inside is unlikely to act as a photocatalyst. For this reason, even if the processed member generates the same level of action, the more compositions located inside, the higher the material cost such as silver. A composition is generated by forming silver on each of the plurality of oxide particles, and then the generated composition is applied to the surface of a separate member, so manufacturing is also time-consuming.

本発明の一つの態様は、製造コストが削減されながら、酸化物の表面に設けられた銀粒子による作用の発生が確保され得る加工部材を提供することを目的とする。本発明の別の態様は、製造コストが削減されながら、酸化物の表面に設けられた銀粒子による作用の発生が確保された加工部材を製造することができる製造方法を提供することを目的とする。 One aspect of the present invention aims to provide a processed member that can ensure the occurrence of the action of silver particles provided on the surface of the oxide while reducing manufacturing costs. Another aspect of the present invention aims to provide a manufacturing method that can produce a processed member that can ensure the occurrence of the action of silver particles provided on the surface of the oxide while reducing manufacturing costs.

本発明の一つの態様における加工部材は、基材と複数の銀粒子とを備えている。基材は酸化物セラミックスを含んでいる。基材は、主面を有している。複数の銀粒子は、主面に設けられている。 In one embodiment of the present invention, the processed member includes a substrate and a plurality of silver particles. The substrate includes an oxide ceramic. The substrate has a main surface. The plurality of silver particles are provided on the main surface.

この加工部材においては、酸化物セラミックスを含んでいる基材の主面に複数の銀粒子が設けられている。この構成によれば、複数の銀粒子が設けられている各箇所において銀粒子による作用が生じ、作用の発生に寄与しない銀粒子は低減されている。このため、複数の銀粒子による作用の発生が確保されながら、材料費が低減され得る。基材の主面に複数の銀粒子が設けられており、部材数が低減されている。このため、製造の手間も低減され得る。このように、製造コストが削減されながら、銀粒子による作用の発生が確保され得る。 In this processed member, a plurality of silver particles are provided on the main surface of a substrate containing oxide ceramics. With this configuration, the action of the silver particles occurs at each location where the plurality of silver particles are provided, and the number of silver particles that do not contribute to the occurrence of the action is reduced. Therefore, the occurrence of the action of the plurality of silver particles can be ensured while material costs can be reduced. A plurality of silver particles are provided on the main surface of the substrate, and the number of components is reduced. Therefore, the manufacturing effort can also be reduced. In this way, the occurrence of the action of the silver particles can be ensured while reducing manufacturing costs.

上記一つの態様において、各銀粒子の粒径は、１０～１０００ｎｍであってもよい。この場合、局在表面プラズモン共鳴及び光触媒よる酸化還元反応などの種々の作用がさらに発生し易い。 In one of the above embodiments, the particle size of each silver particle may be 10 to 1000 nm. In this case, various actions such as localized surface plasmon resonance and photocatalytic redox reactions are more likely to occur.

上記一つの態様において、酸化物セラミックスは、チタンを含む酸化物であってもよい。この場合、光触媒による酸化還元反応がさらに発生し易い。 In one of the above embodiments, the oxide ceramic may be an oxide containing titanium. In this case, the redox reaction caused by the photocatalyst is more likely to occur.

上記一つの態様において、基材の厚さは、３μｍより大きくてもよい。この場合、光触媒による酸化還元反応がさらに発生し易い。 In one of the above embodiments, the thickness of the substrate may be greater than 3 μm. In this case, the photocatalytic oxidation-reduction reaction is more likely to occur.

上記一つの態様において、基材の主面は、凹部及び凸部を含んでいてもよい。凹部及び凸部に銀粒子が設けられていてもよい。 In one of the above embodiments, the main surface of the substrate may include concave and convex portions. Silver particles may be provided in the concave and convex portions.

上記一つの態様において、加工部材は、主面に設けられていると共に銀を含んでいる金属塊をさらに備えてもよい。主面に直交する方向から見た場合における金属塊の面積は、０．０１ｍｍ^２以上であってもよい。 In the above-mentioned one aspect, the processed member may further include a metal block containing silver provided on the main surface. The area of the metal block when viewed from a direction perpendicular to the main surface may be 0.01 ^mm2 or more.

本発明の別の態様における加工部材の製造方法は、配置工程と形成工程とを含んでいる。配置工程において、基材の表面に第一及び第二電極が配置される。基材は、酸化物セラミックスを含んでいる。形成工程において、第一電極と第二電極との間に電圧を印加することで、表面に複数の銀粒子が形成される。第二電極は、銀を含んでいる。形成工程において、前記第二電極の電位は、前記第一電極の電位よりも高い。 In another aspect of the present invention, a method for manufacturing a processed member includes a placement step and a formation step. In the placement step, a first and second electrodes are placed on a surface of a substrate. The substrate contains oxide ceramics. In the formation step, a voltage is applied between the first electrode and the second electrode to form a plurality of silver particles on the surface. The second electrode contains silver. In the formation step, the potential of the second electrode is higher than the potential of the first electrode.

上記別の態様において、第一及び第二電極に対する電圧の印加によって、第一及び第二電極の間に電界が発生する。この結果、基材の表面に複数の銀粒子が形成される。この場合、製造工程が削減されており、製造の手間も低減されている。したがって、製造コストが削減されながら、銀粒子による作用の発生が確保された加工部材を製造することができる。 In the above-mentioned another aspect, an electric field is generated between the first and second electrodes by applying a voltage to the first and second electrodes. As a result, a plurality of silver particles are formed on the surface of the substrate. In this case, the manufacturing process is reduced, and the manufacturing effort is also reduced. Therefore, it is possible to manufacture a processed member in which the action of the silver particles is ensured while reducing manufacturing costs.

上記別の態様において、基材の表面は、主面を含んでいてもよい。配置工程において、第二電極は主面に配置されてもよい。この場合、第二電極が配置されている主面に複数の銀粒子が形成される。 In the above-mentioned another embodiment, the surface of the substrate may include a main surface. In the disposing step, the second electrode may be disposed on the main surface. In this case, a plurality of silver particles are formed on the main surface on which the second electrode is disposed.

上記別の態様において、形成工程において、第一電極と第二電極との間には、８０Ｖ／ｍｍ以上の電界強度の電界が発生されてもよい。この場合、複数の銀粒子の形成速度が向上する。 In the above-mentioned another aspect, an electric field having an electric field strength of 80 V/mm or more may be generated between the first electrode and the second electrode in the formation process. In this case, the formation speed of the multiple silver particles is improved.

上記別の態様において、酸化物セラミックスは、チタンを含む酸化物であってもよい。この場合、複数の銀粒子の形成速度が向上する。 In the above-mentioned another aspect, the oxide ceramic may be an oxide containing titanium. In this case, the rate of formation of the multiple silver particles is improved.

本発明の一つの態様は、製造コストが削減されながら、酸化物の表面に設けられた銀粒子による作用の発生が確保され得る加工部材を提供する。本発明の別の態様は、製造コストが削減されながら、酸化物の表面に設けられた銀粒子による作用の発生が確保された加工部材を製造することができる製造方法を提供する。 One aspect of the present invention provides a processed member that can ensure the occurrence of the action of silver particles provided on the surface of the oxide while reducing manufacturing costs. Another aspect of the present invention provides a manufacturing method that can produce a processed member that can ensure the occurrence of the action of silver particles provided on the surface of the oxide while reducing manufacturing costs.

本実施形態における加工部材の概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a processed member in the present embodiment. 加工部材の断面を示す図である。FIG. 加工部材の製造方法を示すフローチャートである。1 is a flowchart showing a manufacturing method of a processed member. （ａ）及び（ｂ）は、加工部材の製造過程を示す図である。1A and 1B are diagrams illustrating a manufacturing process of a processed member. （ａ）及び（ｂ）は、本実施形態の変形例における加工部材の製造過程を示す図である。13A and 13B are diagrams illustrating a manufacturing process of a processed member according to a modified example of the present embodiment. 基材の材料に応じた銀粒子の形成の容易性を示す表である。1 is a table showing the ease of forming silver particles depending on the material of the substrate. 本実施形態の変形例における加工部材の概略図である。10 is a schematic diagram of a processed member according to a modified example of the embodiment. FIG.

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態が詳細に説明される。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号が用いられ、重複する説明は省略される。 Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same or equivalent elements are designated by the same reference numerals, and duplicate descriptions will be omitted.

まず、図１及び図２を参照して、本実施形態における加工部材の構成を説明する。図１は、本実施形態における加工部材の概略図を示している。図２は、加工部材の断面を示す図である。加工部材１は、基材１０と、複数の銀粒子３０とを備えている。 First, the configuration of the processed member in this embodiment will be described with reference to Figures 1 and 2. Figure 1 shows a schematic diagram of the processed member in this embodiment. Figure 2 shows a cross-section of the processed member. The processed member 1 includes a base material 10 and a plurality of silver particles 30.

基材１０は、表面２０に、方向Ｄ１において互いに対向する一対の主面２１，２２を含んでいる。主面２１及び主面２２は、方向Ｄ１と交差する方向Ｄ２に延在している。たとえば、方向Ｄ１は、方向Ｄ２に直交している。方向Ｄ１は、基材１０の厚さ方向である。 The substrate 10 includes, on the surface 20, a pair of principal surfaces 21, 22 that face each other in the direction D1. The principal surfaces 21 and 22 extend in a direction D2 that intersects with the direction D1. For example, the direction D1 is perpendicular to the direction D2. The direction D1 is the thickness direction of the substrate 10.

基材１０は、たとえば、方向Ｄ１から見て、矩形状の基板である。基材１０の方向Ｄ２における長さは、たとえば、基材１０の方向Ｄ１における長さよりも大きい。主面２１の面積は、たとえば、基材１０の方向Ｄ１に沿った方向における断面積よりも大きい。基材１０の厚さは、たとえば、３μｍより大きい。 The substrate 10 is, for example, a rectangular substrate when viewed from the direction D1. The length of the substrate 10 in the direction D2 is, for example, greater than the length of the substrate 10 in the direction D1. The area of the main surface 21 is, for example, greater than the cross-sectional area of the substrate 10 in the direction D1. The thickness of the substrate 10 is, for example, greater than 3 μm.

主面２１は、図２に示されているように複数の凹部２１ａ及び複数の凸部２１ｂを含んでいる。凹部２１ａの深さは、たとえば、方向Ｄ１において１０～１０００ｎｍである。「凹部の深さ」とは、方向Ｄ１における凹部２１ａの長さである。凸部２１ｂの高さは、たとえば、方向Ｄ１において１０～１０００ｎｍである。「凸部の高さ」とは、方向Ｄ１における凸部２１ｂの長さである。凹部２１ａの幅及び凸部２１ｂの幅は、たとえば、１０～１０００ｎｍである。「凹部の幅」とは、方向Ｄ２における凹部２１ａの長さである。「凸部の幅」とは、方向Ｄ２における凸部２１ｂの長さである。たとえば、凹部２１ａの深さ、凸部２１ｂの高さ、凹部２１ａの幅、及び、凸部２１ｂの幅は、それぞれ銀粒子３０の１つの径と同等である。 The main surface 21 includes a plurality of recesses 21a and a plurality of protrusions 21b as shown in FIG. 2. The depth of the recesses 21a is, for example, 10 to 1000 nm in the direction D1. The "depth of the recess" is the length of the recesses 21a in the direction D1. The height of the protrusions 21b is, for example, 10 to 1000 nm in the direction D1. The "height of the protrusions" is the length of the protrusions 21b in the direction D1. The width of the recesses 21a and the width of the protrusions 21b are, for example, 10 to 1000 nm. The "width of the recess" is the length of the recesses 21a in the direction D2. The "width of the protrusions" is the length of the protrusions 21b in the direction D2. For example, the depth of the recesses 21a, the height of the protrusions 21b, the width of the recesses 21a, and the width of the protrusions 21b are each equivalent to the diameter of one of the silver particles 30.

基材１０は、焼結体を含んでいる。基材１０は、焼成によって形成される。焼結体としては、酸化物セラミックスが含まれている。酸化物セラミックスとしては、たとえば、チタンを含む酸化物及びジルコンを含む酸化物等のうち選択された少なくとも１つが含まれる。チタンを含む酸化物としては、たとえば、チタン酸カルシウム、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、及び、酸化チタン等のうち選択された少なくとも１つが含まれる。ジルコンを含む酸化物としては、たとえば、ジルコン酸カルシウム、及び、ジルコン酸バリウム等のうち選択された少なくとも１つが含まれる。本実施形態において、基材１０は、酸化チタンからなり、ペルオキソ基を含まない。基材１０は、各種の光触媒材料であってもよい。 The substrate 10 includes a sintered body. The substrate 10 is formed by firing. The sintered body includes an oxide ceramic. The oxide ceramic includes, for example, at least one selected from an oxide containing titanium and an oxide containing zircon. The oxide containing titanium includes, for example, at least one selected from calcium titanate, barium titanate, strontium titanate, titanium oxide, etc. The oxide containing zircon includes, for example, at least one selected from calcium zirconate, barium zirconate, etc. In this embodiment, the substrate 10 is made of titanium oxide and does not include a peroxo group. The substrate 10 may be various photocatalytic materials.

複数の銀粒子３０は、基材１０の主面２１に設けられている。各銀粒子３０は、基材１０の主面２１、又は、上記複数の銀粒子３０のうちの他の銀粒子３０のみに接している。各銀粒子の粒径は、たとえば、１０～１０００ｎｍである。複数の銀粒子３０は、図２に示されているように、凹部２１ａ及び凸部２１ｂに設けられている。複数の銀粒子３０は、主面２１の凹凸に沿って設けられている。主面２１において、複数の銀粒子３０が設けられている領域の面積は、たとえば、１ｍｍ^２以上である。 The plurality of silver particles 30 are provided on the main surface 21 of the substrate 10. Each silver particle 30 is in contact only with the main surface 21 of the substrate 10, or with other silver particles 30 among the plurality of silver particles 30. The particle size of each silver particle is, for example, 10 to 1000 nm. As shown in FIG. 2, the plurality of silver particles 30 are provided in the recesses 21a and protrusions 21b. The plurality of silver particles 30 are provided along the irregularities of the main surface 21. The area of the region on the main surface 21 where the plurality of silver particles 30 are provided is, for example, 1 ^mm2 or more.

次に、図３から図５を参照して、加工部材１の製造方法を説明する。図３は、加工部材の製造方法を示すフローチャートである。図４（ａ）、図４（ｂ）、図５（ａ）、及び図５（ｂ）は、加工部材の製造過程を示す図である。図６は、基材の材料に応じた銀粒子の形成の容易性を示す表である。 Next, a method for manufacturing the processed member 1 will be described with reference to Figures 3 to 5. Figure 3 is a flow chart showing the method for manufacturing the processed member. Figures 4(a), 4(b), 5(a), and 5(b) are diagrams showing the manufacturing process of the processed member. Figure 6 is a table showing the ease of forming silver particles depending on the material of the substrate.

まず、基材１０を準備する（工程Ｓ１）。基材１０の表面２０は、厚さ方向Ｄ１に交差する方向Ｄ２に延在する主面２１を含んでいる。 First, the substrate 10 is prepared (step S1). The surface 20 of the substrate 10 includes a main surface 21 extending in a direction D2 intersecting the thickness direction D1.

次に、金属塊４０及び負電極５０を配置する（工程Ｓ２）。たとえば、図４（ａ）は、金属塊４０及び負電極５０が基材１０に配置された状態を方向Ｄ１及び方向Ｄ２に直交する方向Ｄ３から見た図である。図４（ｂ）は、金属塊４０及び負電極５０が基材１０に配置された状態を方向Ｄ２から見た図である。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示されているように、金属塊４０及び負電極５０は、主面２１に配置される。金属塊４０と負電極５０とは、方向Ｄ２において互いに対向している。金属塊４０と負電極５０とは、互いに離間している。主面２１には、金属塊４０の縁４１と負電極５０の縁５１とによって画定されている領域αが形成されている。領域αにおいて、基材１０の主面２１が露出している。金属塊４０の縁４１と負電極５０の縁５１とは、互いに平行に延在している。 Next, the metal lump 40 and the negative electrode 50 are arranged (step S2). For example, FIG. 4(a) is a view of the state in which the metal lump 40 and the negative electrode 50 are arranged on the substrate 10, as viewed from a direction D3 perpendicular to the directions D1 and D2. FIG. 4(b) is a view of the state in which the metal lump 40 and the negative electrode 50 are arranged on the substrate 10, as viewed from a direction D2. As shown in FIG. 4(a) and FIG. 4(b), the metal lump 40 and the negative electrode 50 are arranged on the main surface 21. The metal lump 40 and the negative electrode 50 face each other in the direction D2. The metal lump 40 and the negative electrode 50 are spaced apart from each other. A region α defined by the edge 41 of the metal lump 40 and the edge 51 of the negative electrode 50 is formed on the main surface 21. In the region α, the main surface 21 of the substrate 10 is exposed. The edge 41 of the metal lump 40 and the edge 51 of the negative electrode 50 extend parallel to each other.

本実施形態の変形例として、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示されているように、金属塊４０は主面２１に配置され、負電極５０は主面２２に配置されてもよい。図５（ａ）は、金属塊４０及び負電極５０が基材１０に配置された状態を方向Ｄ３から見た図である。図５（ｂ）は、金属塊４０及び負電極５０が基材１０に配置された状態を方向Ｄ２から見た図である。この場合、金属塊４０と負電極５０とは、方向Ｄ１及び方向Ｄ２に傾斜する方向において互いに対向している。金属塊４０と負電極５０とは、互いに離間している。方向Ｄ１から見て、負電極５０は、金属塊４０と重なっていない領域βを含んでいる。領域βは、金属塊４０の縁４１によって画定されている。主面２１に直交する方向から見た場合に、領域βは、金属塊４０の縁４１と負電極５０の縁５１との間に位置している。領域βにおいて、基材１０の主面２１が露出している。 As a modified example of this embodiment, as shown in FIG. 5(a) and FIG. 5(b), the metal lump 40 may be disposed on the main surface 21, and the negative electrode 50 may be disposed on the main surface 22. FIG. 5(a) is a view of the state in which the metal lump 40 and the negative electrode 50 are disposed on the substrate 10, as viewed from the direction D3. FIG. 5(b) is a view of the state in which the metal lump 40 and the negative electrode 50 are disposed on the substrate 10, as viewed from the direction D2. In this case, the metal lump 40 and the negative electrode 50 face each other in a direction inclined in the direction D1 and the direction D2. The metal lump 40 and the negative electrode 50 are spaced apart from each other. When viewed from the direction D1, the negative electrode 50 includes a region β that does not overlap with the metal lump 40. The region β is defined by the edge 41 of the metal lump 40. When viewed from a direction perpendicular to the main surface 21, the region β is located between the edge 41 of the metal lump 40 and the edge 51 of the negative electrode 50. In region β, the main surface 21 of the substrate 10 is exposed.

工程Ｓ２において、金属塊４０は、主面２１の一部に配置される。金属塊４０は、銀を含んでいる。金属塊４０は、たとえば、銀のみからなる。金属塊４０は、銀以外の成分を含んでいてもよい。金属塊４０は、たとえば、銀を含んでいる合金であってもよい。金属塊４０は、たとえば、樹脂電極、導電性ペースト、又は、スパッタリングによって形成された薄膜などである。金属塊４０は、たとえば、エポキシ樹脂と銀との混合固形物である。金属塊４０は、正電極である。 In step S2, the metal lump 40 is placed on a portion of the main surface 21. The metal lump 40 contains silver. The metal lump 40 is, for example, made of only silver. The metal lump 40 may contain components other than silver. The metal lump 40 may be, for example, an alloy containing silver. The metal lump 40 is, for example, a resin electrode, a conductive paste, or a thin film formed by sputtering. The metal lump 40 is, for example, a mixed solid of epoxy resin and silver. The metal lump 40 is a positive electrode.

負電極５０は、導電性材料によって形成されている。負電極５０は、たとえば、ニッケル、銀、銅、金、スズ等から選択された少なくとも１つを含んでいる。負電極５０は、たとえば、樹脂電極、導電性ペースト、スパッタリングによって形成された薄膜、又は、電極板などである。たとえば、金属塊４０が第二電極に対応し、負電極５０が第一電極に対応する。 The negative electrode 50 is formed of a conductive material. The negative electrode 50 contains at least one selected from nickel, silver, copper, gold, tin, etc. The negative electrode 50 is, for example, a resin electrode, a conductive paste, a thin film formed by sputtering, or an electrode plate. For example, the metal lump 40 corresponds to the second electrode, and the negative electrode 50 corresponds to the first electrode.

次に、金属塊４０と負電極５０との間に電圧を印加する（工程Ｓ３）。金属塊４０はアノードであり、負電極５０はカソードである。金属塊４０と負電極５０とが互いに異なる電位となるように電圧が印加される。工程Ｓ３において、金属塊４０における電位は、負電極５０における電位よりも高い。たとえば、金属塊４０と負電極５０とにそれぞれ異なる電位が付与される。金属塊４０に付与される電位は、負電極５０に付与される電位よりも高い。金属塊４０と負電極５０とのいずれか一方に付与される電位は、ゼロであってもよい。金属塊４０と負電極５０とのいずれか一方は、グランドであってもよい。 Next, a voltage is applied between the metal lump 40 and the negative electrode 50 (step S3). The metal lump 40 is the anode, and the negative electrode 50 is the cathode. A voltage is applied so that the metal lump 40 and the negative electrode 50 have different potentials. In step S3, the potential at the metal lump 40 is higher than the potential at the negative electrode 50. For example, different potentials are applied to the metal lump 40 and the negative electrode 50. The potential applied to the metal lump 40 is higher than the potential applied to the negative electrode 50. The potential applied to either the metal lump 40 or the negative electrode 50 may be zero. Either the metal lump 40 or the negative electrode 50 may be grounded.

工程Ｓ３において、金属塊４０から負電極５０に向かう電界Ｅが発生する。電界Ｅによって、基材１０の主面２１に複数の銀粒子３０が形成される。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示されている構成において、主面２１に沿って電界Ｅが発生する。この結果、主面２１のうち金属塊４０と負電極５０との間に位置している領域αに、複数の銀粒子３０が形成される。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示されている構成においては、主面２１に沿って電界Ｅの方向Ｄ２成分の電界Ｅ_１が発生する。この結果、主面２１の領域βに、複数の銀粒子３０が形成される。この際、複数の銀粒子３０は、時間の経過とともに、金属塊４０側から方向Ｄ２に形成される。 In step S3, an electric field E is generated from the metal lump 40 toward the negative electrode 50. The electric field E forms a plurality of silver particles 30 on the main surface 21 of the substrate 10. In the configuration shown in Fig. 4(a) and Fig. 4(b), the electric field E is generated along the main surface 21. As a result, a plurality of silver particles 30 are formed in a region α of the main surface 21 located between the metal lump 40 and the negative electrode 50. In the configuration shown in Fig. 5(a) and Fig. 5(b), an electric field _E1 having a component of the direction D2 of the electric field E is generated along the main surface 21. As a result, a plurality of silver particles 30 are formed in the region β of the main surface 21. At this time, the plurality of silver particles 30 are formed in the direction D2 from the metal lump 40 side over time.

工程Ｓ３における環境温度は、１００℃以上であり、より好ましくは１２５℃以上である。金属塊４０と負電極５０との間に発生する電界強度は、たとえば、金属塊４０と負電極５０との間に印加される電圧に依存する。金属塊４０と負電極５０との間に発生する電界の電界強度は、８０Ｖ／ｍｍ以上である。 The environmental temperature in step S3 is 100°C or higher, and more preferably 125°C or higher. The electric field strength generated between the metal lump 40 and the negative electrode 50 depends on, for example, the voltage applied between the metal lump 40 and the negative electrode 50. The electric field strength of the electric field generated between the metal lump 40 and the negative electrode 50 is 80 V/mm or higher.

次に、所定時間経過したか否かを判断する（工程Ｓ４）。工程Ｓ４の間においても、工程Ｓ３における電圧の印加は引き続き行われる。所定時間が経過したと判断された場合には、電圧の印加が停止され、処理が工程Ｓ５に進められる。所定時間が経過していないと判断された場合には、工程Ｓ４が繰り返される。工程Ｓ４における所定時間は、複数の銀粒子３０の形成に必要な時間であり、基材１０の材料、複数の銀粒子３０を形成する領域の面積、環境温度、及び、金属塊４０と負電極５０との間における電界強度などに応じて変更される。 Next, it is determined whether a predetermined time has elapsed (step S4). The voltage application in step S3 continues during step S4. If it is determined that the predetermined time has elapsed, the voltage application is stopped and the process proceeds to step S5. If it is determined that the predetermined time has not elapsed, step S4 is repeated. The predetermined time in step S4 is the time required to form the plurality of silver particles 30, and is changed depending on the material of the substrate 10, the area of the region in which the plurality of silver particles 30 are formed, the environmental temperature, and the electric field strength between the metal lump 40 and the negative electrode 50, etc.

図６は、基材１０の材料ごとに、複数の銀粒子３０の形成の容易性を示す指標を表している。図６は、金属塊４０と負電極５０との間に同一の電界強度が存在している状態において同一時間経過した場合に、複数の銀粒子３０が形成された領域の方向Ｄ２における長さの比を示している。図６に示されているデータは、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示されている構成において取得されたデータである。図６におけるデータは、電界強度が存在した状態が１４０時間経過した時点における、複数の銀粒子３０が形成された領域の方向Ｄ２における長さに基づいている。図６におけるデータは、基材１０の材料が酸化チタンである場合を「１．００」として、各材料との比を示している。 Figure 6 shows an index indicating the ease of forming multiple silver particles 30 for each material of the substrate 10. Figure 6 shows the ratio of the length in direction D2 of the region in which multiple silver particles 30 are formed when the same electric field strength exists between the metal lump 40 and the negative electrode 50 and the same time has elapsed. The data shown in Figure 6 was obtained in the configuration shown in Figures 4(a) and 4(b). The data in Figure 6 is based on the length in direction D2 of the region in which multiple silver particles 30 are formed when 140 hours have elapsed in the state in which the electric field strength exists. The data in Figure 6 shows the ratio with respect to each material, with the case in which the material of the substrate 10 is titanium oxide being set to "1.00".

図６に示されているように、基材１０の材料がチタンを含む酸化物を含んでいる場合に、「０．５」以上の値が示されている。したがって、基材１０の材料がチタンを含む酸化物を含んでいる場合に、複数の銀粒子３０が形成され易いことが確認された。換言すれば、基材１０の材料にチタンを含む酸化物が用いられることによって、複数の銀粒子３０の形成速度が向上することが確認された。 As shown in FIG. 6, when the material of the substrate 10 contains an oxide containing titanium, a value of "0.5" or more is shown. Therefore, it was confirmed that when the material of the substrate 10 contains an oxide containing titanium, multiple silver particles 30 are easily formed. In other words, it was confirmed that the formation rate of multiple silver particles 30 is improved by using an oxide containing titanium as the material of the substrate 10.

工程Ｓ４において所定時間経過したと判断された場合には、金属塊４０及び負電極５０を除去する（工程Ｓ５）。たとえば、工程Ｓ３から工程Ｓ４において形成された複数の銀粒子３０が基材１０の主面２１上に残されつつ、金属塊４０及び負電極５０が基材１０から除去される。 When it is determined in step S4 that a predetermined time has elapsed, the metal lump 40 and the negative electrode 50 are removed (step S5). For example, the metal lump 40 and the negative electrode 50 are removed from the substrate 10 while the multiple silver particles 30 formed in steps S3 and S4 are left on the main surface 21 of the substrate 10.

以上、工程Ｓ１から工程Ｓ５によって、加工部材１が製造される。上述した工程Ｓ１から工程Ｓ５における加工部材１の製造方法は一例であり、各工程の順序はこれに限定されない。本実施形態の変形例として、工程Ｓ５は、省略されてもよい。したがって、金属塊４０と負電極５０とが基材１０に残されてもよい。工程Ｓ５において、主面２２に配置された負電極５０のみが基材１０から除去されてもよい。 As described above, the processed member 1 is manufactured by steps S1 to S5. The manufacturing method of the processed member 1 in steps S1 to S5 described above is one example, and the order of each step is not limited to this. As a modification of this embodiment, step S5 may be omitted. Therefore, the metal lump 40 and the negative electrode 50 may be left on the substrate 10. In step S5, only the negative electrode 50 arranged on the main surface 22 may be removed from the substrate 10.

図７は、本実施形態の変形例における加工部材１Ａを示している。本変形例は、概ね、上述した実施形態と類似又は同じである。本変形例は、主面２２に配置された負電極５０のみが基材１０から除去され、金属塊４０が残存している点において、上述した実施形態と相違する。以下、上述した実施形態と変形例との相違点を主として説明する。 Figure 7 shows a processed member 1A in a modified version of this embodiment. This modified version is generally similar or the same as the embodiment described above. This modified version differs from the embodiment described above in that only the negative electrode 50 arranged on the main surface 22 has been removed from the substrate 10, and the metal lump 40 remains. Below, the differences between the embodiment described above and the modified version will be mainly described.

加工部材１Ａは、基材１０と複数の銀粒子３０と金属塊４０とを備えている。金属塊４０は、基材１０の主面２１に設けれている。換言すれば、金属塊４０は、複数の銀粒子３０と同一面側に設けられている。金属塊４０は、上述したように銀を含んでいる。金属塊４０は、銀以外の成分を含んでいてもよい。たとえば、主面２１に直交する方向から見た場合における金属塊４０の面積は、主面２１に直交する方向から見た場合における各銀粒子３０の面積よりも大きい。主面２１において金属塊４０が設けられている領域の面積は、主面２１において複数の銀粒子３０が設けられている領域の面積よりも大きい。主面２１に直交する方向から見た場合における金属塊４０の面積は、たとえば、０．０１ｍｍ^２以上である。金属塊４０の重量は、複数の銀粒子３０の総重量よりも大きい。加工部材１における金属塊４０は、たとえば、樹脂も含んでいる。加工部材１における金属塊４０は、たとえば、エポキシ樹脂と銀との混合固形物である。 The processed member 1A includes a base material 10, a plurality of silver particles 30, and a metal lump 40. The metal lump 40 is provided on the main surface 21 of the base material 10. In other words, the metal lump 40 is provided on the same side as the plurality of silver particles 30. The metal lump 40 contains silver as described above. The metal lump 40 may contain components other than silver. For example, the area of the metal lump 40 when viewed from a direction perpendicular to the main surface 21 is larger than the area of each silver particle 30 when viewed from a direction perpendicular to the main surface 21. The area of the region on the main surface 21 where the metal lump 40 is provided is larger than the area of the region on the main surface 21 where the plurality of silver particles 30 are provided. The area of the metal lump 40 when viewed from a direction perpendicular to the main surface 21 is, for example, 0.01 mm ² or more. The weight of the metal lump 40 is larger than the total weight of the plurality of silver particles 30. The metal lump 40 in the processed member 1 also contains, for example, a resin. The metal lump 40 in the processed member 1 is, for example, a mixed solid of epoxy resin and silver.

次に、本実施形態及び変形例における加工部材及び加工部材の製造方法の作用効果について説明する。上述したように、加工部材１，１Ａにおいては、酸化物セラミックスを含んでいる基材１０の主面２１に複数の銀粒子３０が設けられている。この構成によれば、複数の銀粒子３０が設けられている各箇所において銀粒子３０による作用が生じ、作用の発生に寄与しない銀粒子は低減されている。このため、複数の銀粒子３０による作用の発生が確保されながら、材料費が低減され得る。基材１０の主面２１に複数の銀粒子３０が設けられており、酸化物の粒子などが用いられていない。したがって、部材数が低減されており、製造の手間も低減され得る。このように、製造コストが削減されながら、酸化物の表面に設けられた銀粒子による作用の発生が確保され得る。 Next, the effects of the processed member and the manufacturing method of the processed member in this embodiment and the modified example will be described. As described above, in the processed member 1, 1A, a plurality of silver particles 30 are provided on the main surface 21 of the substrate 10 containing oxide ceramics. According to this configuration, the action of the silver particles 30 occurs at each location where the plurality of silver particles 30 are provided, and the silver particles that do not contribute to the generation of the action are reduced. Therefore, the material cost can be reduced while the generation of the action of the plurality of silver particles 30 is ensured. A plurality of silver particles 30 are provided on the main surface 21 of the substrate 10, and oxide particles and the like are not used. Therefore, the number of parts is reduced, and the manufacturing effort can also be reduced. In this way, the generation of the action of the silver particles provided on the surface of the oxide can be ensured while reducing the manufacturing cost.

各銀粒子３０の粒径は、たとえば、１０～１０００ｎｍである。この場合、局在表面プラズモン共鳴及び光触媒による酸化還元反応などの種々の作用がさらに発生し易い。 The particle size of each silver particle 30 is, for example, 10 to 1000 nm. In this case, various actions such as localized surface plasmon resonance and photocatalytic redox reactions are more likely to occur.

基材１０は、チタンを含む酸化物を含んでいてもよい。この場合、光触媒による酸化還元反応がさらに発生し易い。複数の銀粒子の形成速度が向上する。 The substrate 10 may contain an oxide containing titanium. In this case, the photocatalytic redox reaction occurs more easily. The rate at which multiple silver particles are formed is improved.

基材１０の厚さは、３μｍより大きくてもよい。この場合、光触媒による酸化還元反応がさらに発生し易い。 The thickness of the substrate 10 may be greater than 3 μm. In this case, the photocatalytic oxidation-reduction reaction is more likely to occur.

基材１０の主面２１は、凹部２１ａ及び凸部２１ｂを含んでいる。凹部２１ａ及び凸部２１ｂに銀粒子３０が設けられている。この場合、銀粒子３０がより高い密度で配置され得る。このため、銀粒子３０による作用がさらに発生し易い。 The main surface 21 of the substrate 10 includes recesses 21a and protrusions 21b. Silver particles 30 are provided in the recesses 21a and protrusions 21b. In this case, the silver particles 30 can be arranged at a higher density. This makes it even easier for the silver particles 30 to have an effect.

加工部材１Ａは、主面２１に設けられていると共に銀を含んでいる金属塊４０をさらに備えている。この場合、製造時にアノードとして機能する金属塊４０を除去する工程が不要であるため、さらに低コストで作成され得る。なお、主面２１に直交する方向から見た場合における金属塊４０の面積は０．０１ｍｍ^２以上であり、銀粒子３０とは異なるものである。 The processed member 1A further includes a metal lump 40 that is provided on the main surface 21 and contains silver. In this case, since a step of removing the metal lump 40 that functions as an anode during manufacturing is not required, the processed member 1A can be manufactured at even lower cost. Note that the area of the metal lump 40 when viewed from a direction perpendicular to the main surface 21 is 0.01 ^mm2 or more, and is different from the silver particles 30.

上記加工方法においては、金属塊４０と負電極５０との間における電圧の印加によって、金属塊４０及び負電極５０の間に電界が発生する。この結果、基材１０の表面２０に複数の銀粒子３０が形成される。この場合、製造工程が削減されており、製造の手間も低減されている。したがって、製造コストが削減されながら、銀粒子３０による作用の発生が確保された加工部材１，１Ａを製造することができる。 In the above processing method, an electric field is generated between the metal lump 40 and the negative electrode 50 by applying a voltage between the metal lump 40 and the negative electrode 50. As a result, a plurality of silver particles 30 are formed on the surface 20 of the substrate 10. In this case, the manufacturing process is reduced, and the manufacturing effort is also reduced. Therefore, it is possible to manufacture a processed member 1, 1A in which the generation of the action of the silver particles 30 is ensured while reducing manufacturing costs.

配置工程において、金属塊４０は主面２１に配置される。この場合、金属塊４０が配置されている主面２１に複数の銀粒子３０が形成される。 In the placement process, the metal lump 40 is placed on the main surface 21. In this case, a plurality of silver particles 30 are formed on the main surface 21 on which the metal lump 40 is placed.

形成工程において、金属塊４０と負電極５０との間には、８０Ｖ／ｍｍ以上の電界強度の電界が発生される。この場合、複数の銀粒子の形成速度が向上する。 In the formation process, an electric field with a field strength of 80 V/mm or more is generated between the metal lump 40 and the negative electrode 50. In this case, the formation speed of multiple silver particles is improved.

以上、本発明の実施形態及び変形例について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。 The above describes the embodiments and variations of the present invention, but the present invention is not necessarily limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.

たとえば、基材１０は、互いに対向する一対の主面２１，２２を有する構成に限定されない。基材１０は、１つ又は３以上の主面を含んでいてもよい。 For example, the substrate 10 is not limited to a configuration having a pair of opposing main surfaces 21, 22. The substrate 10 may include one or three or more main surfaces.

各銀粒子３０は、主成分が銀であればよく、他の不純物を含んでいてもよい。たとえば、各銀粒子３０は、不純物として、塩素、臭素、及び、硫黄などを含んでいてもよい。 Each silver particle 30 may contain other impurities as long as its main component is silver. For example, each silver particle 30 may contain chlorine, bromine, sulfur, and the like as impurities.

１，１Ａ…加工部材、１０…基材、２０…表面、２１，２２…主面、２１ａ…凹部、２１ｂ…凸部、３０…銀粒子、４０…金属塊、５０…負電極、Ｄ１…方向、Ｅ，Ｅ_１…電界。 REFERENCE SIGNS LIST 1, 1A... processed member, 10... substrate, 20... surface, 21, 22... main surface, 21a... recess, 21b... protrusion, 30... silver particle, 40... metal lump, 50... negative electrode, D1... direction, E, _E1 ... electric field.

Claims

a substrate including an oxide ceramic and having a major surface;
a plurality of silver particles provided on the main surface,
The particle size of each of the silver particles is 10 to 1000 nm;
The oxide ceramic contains an oxide containing titanium,
the main surface of the substrate includes concave and convex portions having a width equivalent to the particle diameter of each of the silver particles,
The silver particles are provided on the concave and convex portions.

The processed member according to claim 1, wherein the thickness of the substrate is greater than 3 μm.

A metal mass including silver is provided on the main surface,
The processed member according to claim 1 or 2, wherein an area of the metal block when viewed from a direction perpendicular to the main surface is 0.01 ^mm2 or more.

A method for producing a processed member according to any one of claims 1 to 3,
a step of disposing a first electrode and a second electrode on a surface of the substrate;
and applying a voltage between the first electrode and the second electrode to form a plurality of the silver particles on the surface,
the second electrode comprises silver;
In the forming step, a potential of the second electrode is higher than a potential of the first electrode.

The surface of the substrate includes a main surface,
The method for manufacturing a processed member according to claim 4 , wherein in the disposing step, the second electrode is disposed on the main surface.

The method for manufacturing a processed member according to claim 4 or 5, wherein an electric field having an electric field strength of 80 V/mm or more is generated between the first electrode and the second electrode in the forming process.

The method for manufacturing a processed member according to any one of claims 4 to 6, wherein the oxide ceramic contains an oxide containing titanium.