有機高分子から創製されたSi-B-C-N非晶質セラミックスの構造と機能

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07805063
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Research Institution: Muroran Institute of Technology
• Principal Investigator: 佐々木 眞 室蘭工業大学, 工学部, 助教授 (70187128)
• Keywords: 有機高分子 / セラミックス / 前駆体法 / セラミックファイバー / 熱分解 / 熱電変換材料 / シリコン / ホウ素

Research Abstract

ポリシラザンのホウ化反応、不飽和結合のハイドロボレーション、あるいはSi-B-C-H高分子のアンモノリシスなどの反応を用いて、Si-B-C-N-H高分子を作製した。ボラン・ポリシラザン高分子を三次元架橋させて不溶性にし、粉砕、成形した後、不活性雰囲気中で熱分解し、アルゴン中での熱処理、1323K、4h(昇温速度;40Kh^1)により、今まで合成が試みられていない新しいセラミックス(Si-B-C-N)を合成した。合成実験には、現有の装置に、今回熱電対、圧力計、流量計などの購入備品を付与して行った。
FT-IRおよび格子振動計算により高分子の構造、そして構造変化を調べた。FT-IRおよび格子振動の計算結果より、合成されたSi-B-C-N-H高分子中のボロンサイトはBN_3またはBC_3の構造を有することがわかった。化学分析により高分子組成を調べた結果、Si(43〜22wt%)、B(0〜13wt%)、C(25〜39wt%)、N(19〜32wt)、H(7〜4wt%)の組成が得られた。熱分解法によりこれら高分子から作製されたセラミックスの組成は、Si(58〜31wt%)、B(0〜18wt%)、C(14〜38wt%)、N(12〜31wt%)であった。
合成された非晶質Si-B-C-Nセラミックスはホウ素を含まないSi-C-Nセラミックスよりも優れた耐酸化性を示した。1450℃アルゴン中での熱処理の結果、ホウ素を含むセラミックスからはSi_3N_4結晶が生成せず、ホウ素添加によってSi-N結合に寄与しているp電子がNに結合しているB側へ引き寄せられていることが推測され、これがセラミックスの電気的性質と関係があるものと思われる。

Research Products

• [Publications] 佐々木 眞、西村 論一ら: "有機高分子から合成されたセラミックスの結晶化" 粉末および粉末治金. (印刷中). (1966)
• [Publications] 佐々木 眞: "有機高分子からのセラミックス合成" 1995年日本金属学会春期大会講演概要. 70 (1965)
• [Publications] 佐々木 眞: "Si-B-C-N-H高分子のセラミゼーション" 1995年日本セラミックス協会年会予稿集. 650 (1965)
• [Publications] 佐々木 眞、西村 論一ら: "プリカーサー法により合成されたセラミックスの結晶化" 平成7年度粉体粉末治金協会秋期大会講演概要集. 182 (1965)
• [Publications] 佐々木 眞、橋詰 政高ら: "有機高分子から合成されたセラミックスの結晶化" 日本金属学会春期大会講演概要. (印刷中). (1966)