
不透明化剤は、材料に添加され、その結果生じるシステムを不透明にする物質です。化学的不透明化剤の例としては、塗料、紙、プラスチックの不透明化剤として使用される二酸化チタン(TiO 2 ) があります。これは屈折率が非常に高く (ルチル型では 2.7、アナターゼ型では 2.55)、約 225 ナノメートルの結晶で最適な屈折が得られます。結晶内の不純物によって光学特性が変わります。[1]また、陶磁器の釉薬[2]や乳白ガラスを不透明化するためにも使用されます。骨灰も使用されます。
不透明化剤は、システムと実質的に異なる屈折率(RI)を持たなければなりません。逆に言えば、非常に類似した屈折率を持つ成分を選択することで、システムの透明性を実現できる場合があります。[3]
眼鏡
古代のミルクグラスには、ガラスに含まれるカルシウムとアンチモン添加物から溶融して形成されたアンチモン酸カルシウムの結晶が使用されていた。不透明な黄色のガラスにはアンチモン酸鉛の結晶が含まれていた。添加物としてビンドハイマイト鉱物が使用されていた可能性がある。酸化条件下では、鉛は不完全に溶解したピロアンチモン酸鉛 (Pb 2 Sb 2 O 7 ) も形成する。紀元前2世紀から、スズ酸化物が乳白剤として使用されているようで、おそらくスズ石鉱物の形で使用されている。不透明な黄色はスズ酸鉛として生成することができ、色はアンチモン酸鉛のものよりも薄い。後にリン酸カルシウムとリン酸ナトリウムが使用されるようになり、骨灰にはリン酸カルシウムが高濃度で含まれている。特に中国ではフッ化カルシウムも使用されていた。[4]
歯科用セラミックスには、いくつかの方法が用いられている。スポジュメンまたは雲母結晶を沈殿させることができる。アルミニウム、カルシウム、バリウム、マグネシウムのフッ化物は、適切な熱処理を施すことで使用することができる。酸化スズを使用することもできるが、ジルコニアとチタニアを使用するとより良い結果が得られる。チタニアの場合、適切な粒子サイズはサブミクロンから20μmの間である。別の望ましい乳白剤は酸化亜鉛である。[5]
乳白剤はシステム内で小さな粒子を形成する必要があります。乳白剤は一般的に不活性です。
X線不透過性造影剤
X 線に関して言えば、不透明剤は X 線を高度に吸収する添加物です。通常、これらは鉛、バリウム (多くの場合硫酸バリウム)、タングステン、またはその他の高原子量元素の粒子または化合物です。医療用インプラントに不透明剤が添加され、 X 線画像で見えるようにすることがあります。これは、X 線を使用して見た場合に体内で認識できないことが多い ほとんどのポリマーの場合に特に当てはまります。
ロケット推進剤
固体ロケット推進剤や一部の半透明無煙火薬では、燃焼過程から推進剤粒子への熱伝達は主に放射によって行われ、熱が粒子の表面下まで浸透して爆発を引き起こすのを防ぐために、「ランプブラック」などの乳白剤が推進剤混合物に添加されることがある。乳白剤はまた、熱放射を吸収する欠陥がある粒子の表面下の過熱や局所的な早期発火を防ぐ。この目的で一般的に使用されるのはカーボンブラックである。その他の添加物としては、ニグロシン、プルシアンブルー、メチレンブルーなどが挙げられ、その量は一般に0.1~0.5%の範囲である。[6]
参考文献
- ^ Karvinen, S. (2003). 「微量元素がTiO2の結晶特性に与える影響」. Solid State Sciences . 5 (5): 811–819. Bibcode :2003SSSci...5..811K. doi :10.1016/S1293-2558(03)00082-7.
- ^ 酸化スズ(SnO2)酸化スズ - 特性と用途、材料のAからZ。
- ^ Raghavan, V. (2004).材料科学と工学:初級コース.インド:Prentice Hall . ISBN 81-203-2455-2。
- ^ ヘンダーソン、ジュリアン (2013-04-15)。『物質の科学と考古学:無機物質の調査』。ラウトレッジ。ISBN 9781135953171。
- ^ El-Meliegy, Emad; Noort, Richard van (2011-12-02). 医療用途向けガラスおよびガラスセラミックス 。Springer Science & Business Media。ISBN 9781461412281。
- ^ アメリカ陸軍。爆発物および関連物品百科事典、第8巻
