立方晶窒化ホウ素(cBN)の金属との熱化学反応を利用した微細加工

利用立方氮化硼 (cBN) 与金属的热化学反应进行微加工

基本信息

批准号：
15760076
负责人：
比田井洋史
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760076/
关键词：
cBN 熱化学反応金属粉微細加工

项目摘要

立方晶窒化ホウ素(cBN)は高硬度,高熱伝導率,耐熱性など優れた性質を持つ.近年,バインダレス焼結体を製造する技術が開発され,単結晶に比べ大型の高純度cBNが得られるようになり,ヒートシンク等への応用が始まりつつある.しかしcBNはその高硬度ゆえ加工が難しく,応用の妨げになっている.ところで,cBNと近い性質をもつダイヤモンドを高温の金属と反応させて研磨する手法がある.cBNはダイヤモンドと比べ金属との反応性が低いとされているものの,cBNと金属との反応性についての詳細な報告は少ない.そこで本研究では,cBNと各種金属との高温での反応性を調査し,またその反応を利用した微細加工を目的としている.本年度は微細加工の可能性ついて調査した.昨年度までの結果,cBNはニッケル,マンガンなど反応することが明らかになっており,特にニッケルが最も反応性が高いことが明らかになっている.本年度は反応生成物を調査するため,X線回折,ラマン分光分析を行った.その結果,この凹みはcBNがNi3Bなどの金属ホウ化物に変化したことによって生じることを明らかにした.ラッピングなど行うと,生成したNi3Bは,cBNにくらべて除去されやすくなっていた.この現象を利用し,バインダレスcBN焼結体上にニッケルを成膜し,リフトオフし,膜と同形状の凹みを付けることを試みた.その結果,直径10μm,深さ0.1μm程度の凹みを形成できることを明らかにした.

立方硼（CBN）具有出色的特性，例如高硬度，高导热率和耐热性。近年来，已经开发出技术来生产无粘合剂烧结的身体，并且能够获得比单晶更大的纯度CBN，并且它开始应用于散热器等等。顺便说一句，有一种方法，其中具有与CBN相似的钻石与高温金属反应并抛光。尽管据说CBN对金属的反应性低于钻石，但几乎没有关于CBN和金属之间反应性的详细报告。因此，在这项研究中，我们研究了高温下CBN和各种金属之间的反应性，并旨在利用对细节的反应。今年，我们将在高温下研究CBN和各种金属之间的反应性，并旨在使用该反应进行精细测量。我们调查了工作的可能性。直到去年，据透露，CBN与镍和锰有反应，特别是镍特别反应。在今年，进行了X射线衍射和拉曼光谱法以研究反应产物。结果，据揭示了当CBN转化为金属硼化物（例如Ni3b）时，就会发生这种凹痕。进行拍照时，与CBN相比，产生的NI3B更有可能被去除。使用这种现象，我们试图将镍存放在无绑带的CBN烧结的身体上，抬起，并产生与膜相同形状的凹痕。结果，我们发现可以形成直径约10μm的凹痕，深0.1μm。