メカニカルアロイングによる新しいcBN合成法の基礎研究

本研究の目的は、六方晶窒化ほう素(hBN)をメカニカルミリング処理し、最適ミリング条件を見出し、そのミリング条件にて反応焼結させ、焼結体の機械的性質、X線回折および電子顕微鏡により反応条件の緩和という点で評価を行った。具体的には以下のことが明らかになった。1.実験的研究(1)hBN粉末を種々の条件(粉:ボールの重量比が100:1,50:1の2種類、ミリング助剤の有無、粉末の脱水処理の有無)でミリングした結果、粉とボール重量比が大きい、すなわち100:1の試料で脱水処理を行い、ミリング助剤を添加した条件が最適ミリング条件であることが判明した。また、hBN粉末をミリングする場合の問題点として粉末そのものが潤滑性に富む為、ポット内壁に粉末が固まり、うまくミリングされないことも判明した。この為、長時間ミリングする場合には24時間毎にポットをいったん止め、粉末の固まりをほぐしてからミリングを行う必要があることも分かった。(2)上記の条件でミリングを行った粉末についてホットプレスにより加圧焼結(最大加熱温度は1500℃)を試みたが、生成相はhBNのままであり、cBNには変態しなかった。この原因は1500℃という高温度であるため粉末成形治具にカーボンを用いなければならず、10MPaという低い加圧力しか加えられなかったためと考える。

本研究の目的は、六方晶窒化ほう素(hBN)をメカニカルミリング処理し、最適ミリング条件を見出し、そのミリング条件にて反応焼結させ、焼結体の機械的性質、X線回折および電子顕微鏡により反応条件の緩和という点で評価を行った。具体的には以下のことが明らかになった。1.実験的研究(1)hBN粉末を種々の条件(粉:ボールの重量比が100:1,50:1の2種類、ミリング助剤の有無、粉末の脱水処理の有無)でミリングした結果、粉とボール重量比が大きい、すなわち100:1の試料で脱水処理を行い、ミリング助剤を添加した条件が最適ミリング条件であることが判明した。また、hBN粉末をミリングする場合の問題点として粉末そのものが潤滑性に富む為、ポット内壁に粉末が固まり、うまくミリングされないことも判明した。この為、長時間ミリングする場合には24時間毎にポットをいったん止め、粉末の固まりをほぐしてからミリングを行う必要があることも分かった。(2)上記の条件でミリングを行った粉末についてホットプレスにより加圧焼結(最大加熱温度は1500℃)を試みたが、生成相はhBNのままであり、cBNには変態しなかった。この原因は1500℃という高温度であるため粉末成形治具にカーボンを用いなければならず、10MPaという低い加圧力しか加えられなかったためと考える。