熱伝導傾斜機能をもつ窒化アルミニウムの製造と特性に関する基礎研究

梯度导热氮化铝的制备及性能基础研究

• 批准号: 02205047
• 负责人: 米屋 勝利
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-02205047/
• 关键词: 窒化アルミニウム; 熱傾斜機能; イットリア; 熱伝導率; 相反応; シリケ-ト; ポリタイプ; 焼結助剤

高熱伝導物質である窒化アルミニウム(AlN)に,他元素が固溶すると構造が変化し熱伝導率が大きく低下する。本研究は,AlーSiーOーN系,あるいはAlーOーN系の相反応とそれにともなう熱伝導率の変化を明らかにすることによって,熱伝導率に傾斜をもたせた新機能材料を創出することを目的としている。本年度は,AlNーSiO_2ーY_2O_3を基本組成とした。所定の調合組成粉をベレット状に成形し,1750ﾟ〜1900℃で焼成して焼結体を作製した。予備実験として,AlNーY_2O_3系の焼結を行ったところ,Y_2O_3の最適添加量が3〜5Wt%において密度および熱伝導率ともに最大となることが判明したので,当面Y_2O_3の添加量を3Wt%に固定することにした。基本組成における焼結実験の結果,SiO_2の添加はおよそ20Wt%付近までは緻密化を阻害し,添加量がそれ以上になると再び緻密化が回復する傾向が見受けられた。X線回折の結果によると,SiO_2の添加量の増加に伴い,AlNのピ-クが消失し,新たに27R,15RなどのAlN擬ポリタイプ化合物の生成が認められた。熱伝導率については,SiO_2無添加試料では170W/mKであるのに対し,SiO_2を添加すると急激な熱伝導率の低下が生じ,5Wt%添加でも約20W/mKに激減した。さらに,30Wt%添加では,5W/mK以下に低下することが認められた。この結果は,AlNをベ-スとして適当な組成の組合せにより,熱伝導率に異方性を与える材料の創出が可能性であることを示唆している。今後は,AlーSiーOーN系にAlーOーN系を加え,さらに詳細な実験を行い,相反応による生成物,特に窒化アルミニウム擬ポリタイプの種類と熱物性との関係を解明する。

High fever 伝 guide material で あ る smothering the ア ル ミ ニ ウ ム (AlN) に, he elements が solid solution す る が と structure - the し large heat 伝 conductivity が き く low す る. は, this study Al ー Si ー ー O N series, あ る い は Al ー ー O N is の instead 応 と そ れ に と も な う 伝 heat conductivity の variations change を Ming ら か に す る こ と に よ っ て, hot 伝 conductivity に tilt を も た せ た new function material を hit す る こ と を purpose と し て い る. The basic composition of を,AlN を SiO_2 た Y_2O_3を for the current year と た た. The determined <s:1> blending composition is in the form of a をベレット powder に to form に,1750゚ to 1900℃で焼 to form an <s:1> て焼 structure を to make た た. Reserve be 験 と し て, AlN ー Y_2O_3 is の 焼 line "を っ た と こ ろ, Y_2O_3 の optimum adding amount が 3 ~ 5 wt % に お い て density お よ び 伝 heat conductivity と も に biggest と な る こ と が.at し た の で, face-to-face Y_2O_3 の を 3 wt % に fixed amount す る こ と に し た. Basic composition に お け る 焼 knot be 験 の results, SiO_2 の add は お よ そ pay nearly 20 wt % ま で は densification を resistance against し, adding quantity が そ れ above に な る と び densification again reply が す る tendency が see the け ら れ た. X-ray inflexion の results に よ る と, SiO_2 の の raised amount plus に companion い, AlN の ピ - ク が disappear し, new た に 27 r, 15 r な ど の AlN quasi ポ リ タ イ の プ compounds generated が recognize め ら れ た. 伝 heat conductivity に つ い て は, SiO_2 without adding sample で は 170 w/mK で あ る の に し seaborne, SiO_2 を add す る と nasty shock な hot 伝 low conductivity の が じ, adding 5 wt % で も about 20 w/mK に shock reduction し た. Youdaoplaceholder0,30Wt% add で で, below 5W/mK に lower する する とが とが recognize められた. は こ の results, AlN を ベ - ス と し て appropriate combination of な の せ に よ り, hot 伝 conductivity に different party を and え る material の hit が possibility で あ る こ と を in stopping し て い る. Henceforth は, Al ー Si ー ー O N series に Al ー ー O N を え, さ ら に detailed な be 験 を い, instead 応 に よ る products, especially に smothering the ア ル ミ ニ ウ ム quasi ポ リ タ イ プ の type thermal physical と と の masato is を interpret す る.

项目成果

K.Komeya: "Formation of AlN Polytype Ceramics" Journal of Materials Science.

K.Komeya：“AlN 多型陶瓷的形成”材料科学杂志。

K.Komeya: "Influence of Water Vapor on the Oxidation of AlN Powders" Journal of Australian Ceramic Socitey.

K.Komeya：“水蒸气对 AlN 粉末氧化的影响”澳大利亚陶瓷学会杂志。

K.Komeya: "Recent Progress of Nitride Ceramics" Proceedings of New Materials 90 Japan. 47-54 (1990)

K.Komeya：《氮化物陶瓷的最新进展》新材料学报 90 日本。

米屋 勝利(共著): "窒化珪素セラミックス 2" 内田老鶴圃, 10 (1990)

米谷胜（合着）：《氮化硅陶瓷2》内田六角，10（1990）