NEDO与国立研究开发法人产业技术总合研究所（产总研），为建构精密陶瓷的制程信息学（PI），正致力于「次世代精密陶瓷制造流程之基础建构・应用开发」（以下称本事业），并开发出一种技术（以下称本技术），能以雷射显微镜在常压下的实际干燥环境中，将精密陶瓷浆料中所含亚微米粒子的干燥行为可视化。 本技术已确认可适用于氧化铝或二氧化硅等泛用型陶瓷浆料，并能够以微观层级观察影响陶瓷材料品质与尺寸的干燥行为。 1. 开发背景与概要 在精密陶瓷领域，制造流程技术多半基于「经验与直觉」，导致流程开发耗时费力，成为一大问题。本事业旨在建构一个涵盖精密陶瓷所有制造流程的PI，并运用高度计算科学、尖端流程测量技术，以创建革新性流程开发的基础。为此，开发能将影响尺寸、密度的浆料干燥行为可视化的技术至关重要。 基于此背景，NEDO与产总研自2022年度起于本事业中着手「制造流程之可视化技术及机制解析技术之开发」。作为其中一环，持续推动将精密陶瓷浆料干燥行为可视化及定量化的方法开发。 以往的浆料干燥行为评估，主要是测量浆料或片状成形体在干燥过程中的重量变化或成形体整体的收缩。此外，虽然也曾探讨直接捕捉干燥中粒子行为的测量法，但需要真空环境或电子束照射下的测量。 本次开发的技术，借由使用雷射显微镜与粒子图像测速法（PIV法），得以在常压・空气中的实际干燥环境下，观察干燥中的亚微米粒子行为，并量化其移动速度及厚度位移。此技术可使用具实用厚度的片状样本，除了观察粒子行为外，还能集成3D显微镜观察，在同一环境下评估片状整体的收缩与翘曲，相较于传统的浆料评估法是一大进展。 2. 本次成果 (1) 利用雷射显微镜之可视化技术开发 通过雷射显微镜对陶瓷浆料进行操作观察，成功在实际干燥环境中高分辨率地将干燥过程中亚微米粒子的动态干燥行为可视化并录像。对所得视频套用PIV法，便能直接评估浆料中陶瓷粒子的移动速度与方向。 (2) 相对湿度对亚微米粒子干燥行为影响之定量评估 在可控制相对湿度的隔间内，于三种不同条件下对同一浆料的干燥行为进行操作观察。对所得视频套用PIV法，量化粒子的移动速度、移动方向及厚度方向的位移后，开发的可视化・定量化技术明确显示，相对湿度越低的条件，粒子移动速度越快，膜厚收缩也越早发生。 3. 未来规划 NEDO与产总研将进行开发，以将本次开发的技术应用于干燥流程的PI。此外，也将持续以各种组成与黏度的浆料、膏状物进行验证。本技术有望实现浆料干燥流程的优化与浆料配方设计的精密化，为陶瓷制造流程整体的品质提升与效率化做出贡献。另外，本研究成果已于2026年5月19日刊登于学术期刊《Journal of the Ceramic Society of Japan》。