非晶質複合微粒子系におけるナノ相分離構造の制御

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非晶質複合微粒子系におけるナノ相分離構造の制御

フォーマット:
助成・補助金
Kyushu Univ. Production 九州大学成果文献
タイトル(他言語):
Control of Nano-Phase Separated Structure in Fine Amorphou Composite Partucles
責任表示:
北條 純一(九州大学・工学部・教授)
HOJO Junichi(九州大学・工学部・教授)
本文言語:
日本語
研究期間:
1997-1998
概要(最新報告):
1. 複合微粒子の構造 気相反応法によりSiCl_4-BCl_3-NH_3-H_2系でSi_3N_4-BN系複合微粒子を、SiCl_4-BCl_3-NH_3-H_2系でSi_3N_4-TiN系複合微粒子を合成した。粒径は0.05〜0.1μmであった。Si_3N_4-BN複合微粒子は非晶質であり、Si_3N_4とBNが分子レベルで複合化した構造である。Si_3N_4-TiN系の場合、非晶質のSi_3N_4粒内に約10mmのTiN粒子が分散した構造であった。 2. 複合微粒子の相変化と結晶化挙動 複合微粒子の粉末成形体をN_2中、1200〜1600℃で焼成した。Y_2O_3(6wt%)-Al_2O_3(2wt%)系の焼結助剤を用いた。Si_3N_4-BN系の場合、助剤無添加では1600℃でも非晶質であったが、助剤添加では1600℃でβ-Si_3N_4が結晶化した。IR分析の結果、温度上昇とともにSi_3N_4とBNが相分離し、焼結助剤は結晶化を促進することがわかった。さらに、XPS分析、TEM観察で相分離によりBNがSi_3N_4粒子表明に析出することを見出した。 Si_3N_4-TiN系の場合、助剤無添加、助剤添加試料のいずれもTiNがβ-Si_3N_4の生成を促進することを見出した。XPS分析により、助剤無添加では焼成によりTiNがSi_3N_4粒子表明に分離するが、助剤添加ではTiNがSi_3N_4に取り囲まれた構造が示唆された。 3. ナノコンポジットの機械的特性 Si_3N_4-BN複合微粒子のホットプレスによりナノコンポジットが生成し、微粒なBNの分散が耐熱衝撃性の向上に有効であることを示した。Si_3N_4-TiN系では破壊靭性が向上した。とくに、TiN微粒子がβ-Si_3N_4の柱状粒子の成長を促進し、靭性向上に有効であることを見出した。 続きを見る
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