16H結晶構造のシリサイド金属間化合物の材料設計と開発

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本研究は、超耐熱材料として有望であるが、研究のあまり進んでいない16H結晶構造のシリサイド金属間化合物の機能向上を図るため、1.16H型シリサイドが高融点を示すメカニズムを結晶学的観点から理論的究明,2.16博型シリサイドのち密体作製と、物理的・機械的特性の測定,3.理論および実験から得られたデータを基にした16H型シリサイドの諸特性の究明を行い、機能の向上した新しい16H結晶構造のシリサイド金属間化合物の設計と作製を行うことを目的とした。上記の目的を達成するため本年度は、1.結晶学を中心とした16博型シリサイドの理論的究明,2.カプセルHIP法による16H型シリサイドのち密体の作製,3.X線回折による結化学的評価,4.物理的および機械的特性の測定,5.実験結果の理論的評価の5段階に分けて行う計画であった。結晶学を中心とした16H型シリサイドの理論的究明により、16H型シリサイドガ高融点を示す理由は、原子の共有結合性が高いためであることを明らかにした。しかし、カプセルHIP法による16H型シリサイドの作製は、焼結時にガラスカプセルが破損し(カプセル材料との化学反応による)、ち密体の作製が困難であるため現在新たな焼結法を探求している。原子の共有結合性が高いために既在の16H型シリサイドの延性は、SiC等のセラミックストと同様に低いと考えられる。16H型シリサイドの延性を高めるため本研究では、原子径の元素を組み合わせることにより金属結合性を高める方法を考案した。その結果、Si_3Zr_5の原子の一部をYで置換した新金属間化合物を設計し作製している。この新金属間化合物は、原子径の違いにより配位数が増え金属結合性が高まっているものと予想した。以上の得られた知見を基に論文を投稿準備中である。また、今後Si_3Y_3Zr_2の特性評価と高融点・低比重で機能の向上した新たな金属間化合物を設計・作製する予定である。