1991 Fiscal Year Annual Research Report
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03555162
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
嶋田 志郎 北海道大学, 工学部, 助教授 (90002310)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松井 邦人 出光興産(株), 中央研究所, 主任研究員
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| Keywords | ダイヤモンド / 遷移金属炭化物 / 酸化 / 複合材 |
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| Research Abstract |
1.ZrC微粒子を酸素分圧1.3-16kPa、温度400-600℃で所定の酸化率まで酸化し、この試料の電子線回折の結果に基づき、六方晶ダイヤモンドの生成領域を求めた。六方晶ダイヤモンドは、酸化生成物である酸化ジルコニウムと共に生成し、主に酸素分圧2.6kPa,温度400-550℃で生成し、温度が600℃以上になると酸化が進行し生成物は全て酸化ジルコニュウムとなった。酸化試料のラマン分光測定の結果、結晶性の低い酸化ジルコニュウムと共に無定形の炭素が析出することが分かった。
2.FZ法により育成した単結晶ZrCの酸化実験を酸素分圧2.6kPa、温度450℃で行い、その試料の断面の走査電子顕微鏡観察とX線マイクロアナライザ-による酸素、ジルコニュウム、炭素の分析の結果、酸化物層と炭化ジルコニュウム層の間に約1μmの厚さで炭素の薄層が存在することが分かった。このことから、ZrCの酸化により酸化ジルコニュウムが生成するがこの層が酸素の拡散に対する障壁となり、ZrC/ZrO2界面における酸素濃度が低くなり、ZrCのC成分まで酸化出来ず無定型炭素が析出したものと考えられる。この際に、無定型炭素とともに六方晶ダイヤモンドが生成したのであろう。
3.ZrCと同じ遷移金属炭化物であるTiCの酸化を酸素分圧4-16kPa、温度360-600℃で行い、ZrCと同様にダイヤモンドの生成するか否か検討した。その結果、TiCの酸化は拡散が律速となり進行するが拡散層がチタンの低級酸化物であるため、この酸化物のアナタ-ゼへの結晶化とそれに伴うクラッキングが拡散層で生じる。この結果、酸素のアナタ-ゼ層中での拡散の抵抗がなくなりTiCの酸化が充分進み炭素の析出が起きないことが分かった。
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[Publications] S.Shimada: "Oxidation Kinetics of Zirconium Carbide at Relatively Low Temperatiyes" Journal of the American Ceramic Society. 73. 2804-2808 (1990)
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[Publications] 嶋田 志郎: "TiC系化合物と熱酸化機構" ニュ-セラミックス. No.1. 75-78 (1991)
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[Publications] S.Shimada: "The Oxidation of TiC at low temperatupe" J.of Materials Science.
