炭素還元法による分岐した炭化ケイ素ウィスカーの合成とそのメカニズム

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水素ガス中で二酸化珪素(SiO_2)とカーボンブラック(CB)からβ-SiCウィスカーを合成する際の基本合成反応は、SiOとカーボンブラック間での固相-気相反応である。合成されるウィスカーは、形態(morphology)、成長方向(growth direction)、積層欠陥面(stacking-fault planes)から、3つのタイプに分類できる。それらは、(i)タイプAとして、比較的フラットな表面と、成長方向に対して垂直な積層欠陥面を持つタイプ、(ii)Bとして、ラフな表面と、成長方向に対して35°の角度を持った積層欠陥面を有するタイプ、(iii)Cとして、ラフなノコギリ歯状の表面と、3つの異なった{111}面内に同時に積層欠陥面を有するタイプの3種である。TEM(Transmission Electron Microscopy)観察により、歪められて進路を阻害され分岐したウィスカーの角度は125゜、70゜、109゜であることが明らかになった。これらのウィスカーは、タイプAとタイプBのウィスカーから構成されるか、またはタイプAのみから構成される、あるいは、タイプAとタイプBのペアが2つ平行に成長したもののいずれかから構成されている。ウィスカーの進路阻害による歪み、分岐は、それぞれのタイプのウィスカー間で成長速度が異なることと密接な関係があると言える。