ニューガラス

I

プロローグ

容器や窓につかうガラスは、ケイ砂、ソーダ灰、石灰などを原料にして、高温で溶融して製造する。これに対してニューガラスというのは、一般に合成化合物、金属などを原料にしてCVD、PVD(物理的蒸着法)、真空蒸着、スパッタリングなどの気相析出法、ゾル・ゲル法、超急冷法、特殊溶融などの方法によって製造されるガラスで、従来のガラスにない高機能をもっている。

ニューガラスの特色としては、電気、磁気などで、一般のガラスにない特殊な機能をもっていたり、光学特性や機械的性能で、一般のガラスよりも高度な性能をもっていることがあげられる。製造方法から、ニューガラスがもつ特色には、以下のようなものがある。

(1)気相析出やゾル・ゲル法など、一般に溶融法にくらべて低温で処理できる。
(2)液体でも気体でも高い純度の原料を利用できる。
(3)分子レベルの組成を実現できる。
(4)薄膜、微細粒子、ファイバーなど、溶融法ではつくりにくい形状を実現できる。

その反面、出発原料や製造工程のコストがかさむ、大量生産をしにくいといった欠点もある。最初のニューガラスは、1961年に開発されたガラスレーザーだといわれる。これは、希土類元素のネオジムをドーピングしたもので、フラッシュランプで励起すると、1.06µm(マイクロメートル：100万分の1m)の波長をもつレーザーの発光が確認された。

II

ニューガラスの製造法

ニューガラスの製造で代表的なのは、溶液から出発するゾル・ゲル法だが、ほかに気体や固体を出発原料とする方法もある。

1

ゾル・ゲル法

ゾル・ゲル法は、1980年代にフロリダ大学で開発されたガラス製造法である。この技術は、ケイ素をふくむテトラメソキシシランのような化合物をアルコールに溶解してから水に混合し、ゾル化溶液としてから二酸化ケイ素のポリマーをつくるもので、添加物で反応をおそくさせ、ポリマーが均一に成長できるようにする。

2

気相成長法

気体原料からガラスを製造する方法には、真空蒸着やスパッタリング、CVD、グロー放電、陽極析出などがある。