ナノメ-タ-級セラミックス超微粒子の作製と超塑性焼結体への応用

纳米级陶瓷超细颗粒的制备及其在超塑性烧结体中的应用

• 批准号: 03213213
• 负责人: 木島 弌倫
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Kyoto Institute of Technology
• 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: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03213213/
• 关键词: ナノメ-タ-; 超微粉; プラズマCVD; 炭化珪素; 焼結; ホットプレス; 焼結体特性

高周波誘導結合型熱プラズマを利用したCVD法により,粒径がナノメ-タ-クラスのBーSic超微粉末を合成した。プラズマ作動ガスにはアルゴン,原料ガスにはモノシラン(SiH_4)あるいは四塩化ケイ素をシリコン源とし,メタンあるいはエチレンを炭素源として用いた。生成粉末は,Fe,Mg,Naなどがスパ-ク発光分析で検出されたが,市販高純度粉末より2桁高純度であった。超微粉末表面の酸化防止,および成形性向上をはかった結果,空気中処理しても含有酸素量1.5W/O以下,生密度50%TDにできた。焼結温度1900℃,加圧力20〜40MPaでホットプレスした。その結果,理論密度に到達する炭化珪素焼結体を得ることができた。CVD超微粉末は高価であるため,市販のサブミクロン粉末に10W/O添加した混合粉末をホットプレスし完全緻密化させることができた。JIC曲げ試験の試料サイズ(3×4×40mm^3)に切り出した焼結体をスパン間隔30mmで3点曲げ試験を行った結果,室温強度640MN/M^2,1500℃での高温強度780MN/M^2であった。実験を重ね改良すれば要に強度向上の可能性がある。荷重/MPaでのビッカッス硬度は23〜25GPaであった。IF法で計った破壊靭性値は4.5MN/m^<3/2>であった。パルスエコ-法で測定した弾性率およびポアソン比は,それぞれ460GPa,0.15であった。レ-ザ-フラッシュ法で測定した最高の熱伝導率は210W/m・kで,この時の比熱は0.16cal/g℃であった。熱膨張係数は4.0×10^<-6>/℃であった。さらに耐熱衝撃性も良かった。バリスタ-効果の現れない直線領域での固有電気低抗値は10^<-2>Ω・cmと低い。電気抵抗と熱伝導が金属に近い性質のため放電加工が可能となった。最大表面粗さが0.03μmと加工精度も良くなった。高純度炭化珪素の焼結現象について理論的考察をした。

Type high frequency induction combined with thermal プ ラ ズ マ を using し た CVD method に よ り, particle size が ナ ノ メ タ - ク ラ ス の ー Sic superfine powder B を synthetic し た. プ ラ ズ マ actuation ガ ス に は ア ル ゴ ン, raw material ガ ス に は モ ノ シ ラ ン (SiH_4) あ る い は four salt chemical ケ イ element を シ リ コ ン source と し, メ タ ン あ る い は エ チ レ ン を carbon source と し て in い た. Generate powder は, Fe, Mg, Na な ど が ス パ - ク 発 light analysis で 検 out さ れ た が, city for high purity powder よ り 2 girder high purity で あ っ た. Superfine powder surface の acidification, prevent お よ び formability upward を は か っ た results, empty 気 of 処 し て も contain acid amount below 1.5 W/O, raw density 50% TD に で き た. Youdaoplaceholder0 junction temperature 1900℃, pressure application 20-40MPaでホットプレス た た. As a result, the theoretical density に reaches that of する carbonized silica 焼 structure を and る る とがで た た た た. High CVD superfine powder は 価 で あ る た め, city dealers の サ ブ ミ ク ロ ン powder に 10 w/O add し た mixed powder を ホ ッ ト プ レ ス し fully densification さ せ る こ と が で き た. JIC qu げ test の sample サ イ ズ (3 x 4 x 40 mm ^ 3) に り cutting out し た 焼 nexus of contracts を ス パ ン interval of 30 mm で 3 qu げ test line を っ た as a result, the room temperature strength of 640 mn/M ^ 2150 0 ℃ で の high temperature strength of 780 mn/M ^ 2 で あ っ た. The experiment shows that を can be improved to ね to increase the に intensity and <s:1> the possibility がある. Load /MPaで ビッカッス ビッカッス hardness ビッカッス 23-25GPaであった. The <s:1> breaking value of った calculated by the IF method で is で 4.5MN/m^<3/2>であった. The <s:1> スエコ スエコ スエコ- method で is used to determine the <s:1> た elasticity ratio およびポアソ <e:1> to で,それぞれ460GPa,0.15であった. レ ザ - フ ラ ッ シ ュ で method to determine the し た highest の 伝 heat conductivity は 210 w/m · k で こ の の heat when は 0.16 CAL/g ℃ で あ っ た. Thermal expansion coefficient であった 4.0×10^<-6>/℃であった. Youdaoplaceholder0 good heat impact resistance った. The バリスタ effect results in the <s:1> linear domain で <s:1> with a low intrinsic electrical reactance value of <s:1> 10^<-2>Ω · cmと low バリスタ. Electrical resistance と thermal 伝 conduction が metal に proximity to と properties ため ため electrical discharge machining が may となった. The maximum surface roughness is さが0.03μmと, and the machining accuracy is くなった. Investigation on the theory of the <s:1> 焼 junction phenomenon of high-purity silicon carbide に て て て を た た.

项目成果

木島 弌倫: "低温プラズマを用いたSiCの焼結" 日本セラミックス協会学術論文誌. 98. 182-186 (1990)

Mayan Kijima：“使用低温等离子体烧结 SiC”日本陶瓷学会杂志 98. 182-186 (1990)。

木島 弌倫: "アドバンストセラミックス便覧" オ-ム社, 356 (1992)

Mayan Kijima：《高级陶瓷手册》Ohmsha，356 (1992)

K.Kijima: "Sinterm's of SiC Ultrafine Particles" Advanced Materials. 2. 147-156 (1990)

K.Kijima：“Sinterm 的 SiC 超细颗粒”先进材料。

秋本 茂: "プラズマ焼結によるAlN緻密化の時間変化" 日本セラミックス協会学術論文誌. 100. 196-202 (1992)

Shigeru Akimoto：“等离子烧结引起的 AlN 致密化的时间变化”日本陶瓷学会杂志 100. 196-202 (1992)。

秋本 茂: "Y_2O_3添加AlNにおけるプラズマ焼結温度に関する研究" 日本セラミックス協会学術論文誌. 100. (1992)

Shigeru Akimoto：“Y_2O_3掺杂AlN中等离子体烧结温度的研究”日本陶瓷学会杂志100。（1992）