炭化ケイ素複合セラミックスの組織制御による高温電子材料の開発

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07650788
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 北条 純一 九州大学, 工学部, 教授 (20038079)
• Keywords: 炭化ケイ素 / 窒化ホウ素 / 炭化チタン / 複合粒子 / 複合材料 / 流動層

Research Abstract

1.複合粒子の合成
流動層コーティング法により、SiC粒子(粒径:0.3μm)の上にBCl_3-NH_3-H_2系気相からBNを析出させ、被覆型のSiC-BN複合粒子を合成した。複合粒子は大きさが40〜60μmの球状の凝集粒子を形成しており、BNが凝集粒子の外表面に局在する傾向があるが、反応ガス濃度を制御することにより凝集粒子内部にBNが均一に分布した複合粒子が合成できた。同様の方法によりSiC-TiC複合粒子の合成も行っている。
2.複合材料の作製
SiC-BN複合粒子の粉体をホットプレスすることにより焼結体を得た。焼結体はSiCマトリックス中にh-BNの微粒子が分散した構造であった。BNが均一分布した複合粒子では焼結体中でSiC粒子が成長していたが、BNが凝集粒子表面に局在したものでは焼結粒子が微細であった。これはBNがSiCの焼結助剤としても作用しており、BNの分布が不均一であるとその効果が発揮されないためである。
3.特性評価
SiCへのBNの添加により焼結体の耐熱衝撃性が向上した。これは低弾性率、低熱膨張率のh-BNにより熱応力が緩和されるためである。BNが凝集粒子表面に局在した複合粒子の焼結体に比べて、BNが均一に分布した焼結体のほうが耐熱衝撃性が高く、BNの均一分布が重要であることがわかった。電気物性については窒素中で焼結した半導性のSiC焼結体の電気伝導特性を調査し、半導体中に絶縁体粒子が分散した構造のSiC-BN複合材料との特性比較を行っている。