高出力ミリ波帯電磁波を用いた次世代高機能セラミックス焼結・接合プロセスの開発

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10555249
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 三宅 正司 大阪大学, 接合科学研究所, 教授 (40029286)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐治 他三郎 富士電波工業(株), 技術顧問(研究職) ; 佐野 三郎 名古屋工業技術研究所, セラミックス応用部, 主任研究技官 ; 節原 裕一 大阪大学, 接合科学研究所, 助手 (80236108) ; 巻野 勇喜雄 大阪大学, 接合科学研究所, 助教授 (20089890)
• Keywords: ミリ波 / 焼結 / 窒化珪素 / アルミナ / 窒化物 / 誘電特性

Research Abstract

平成10年度においては、まず各種セラミックスの誘電特性計測システムの試作を行い、その基本的動作をチェックした。そして、今後は高温での誘電特性が測定できるようにするべく電気炉システムを試作検討中である。
次に28GHzのミリ波焼結システムを用いた研究においては以下のような成果を得た。
1) 純Al_2O_3の焼結を行い、電気炉によるものと比較検討した。その結果電気炉の場合より約200〜300℃低い温度で焼結が行えた。また、焼結時間も20〜30分で十分であった。さらに、結晶粒の成長おさえて焼結を促進するためには高温・短時間焼結より、低温・長時間の方がより効果的であることを確かめた。
2) Yb203とAl_2O_3添加のSi_3N_4の焼結実験を行った。その結果、電気炉の場合より約200℃も低い温度で焼結が行えた。さらに曲げ強度やじん性の比較においても、電気炉の場合より優れていることが明らかになった。
3) TiとCr_2Nという金属粒子を50%以上含む混合粉体の焼結を行ったところ、問題なく焼結が進行してTiN+C_2N複合体を合成し、TiNより高温での対酸化性に優れた窒化物バルクセラミックスを合成することに成功した。また、60GHzの強収束ミリ波のダイヤモンドへの照射実験においては、ダイヤモンド結晶性の向上が確認されると共に、ELの発生が見られた。これにより高強度のミリ波帯電磁波とダイヤモンドの非熱的相互作用の存在が予想された!

Research Products

• [Publications] Y.Makino,T.Ohmae et al.: "Sintering of Al_2O_3-ZrO_2 Composites Using Millimeter-Wave Radiation" The Ceramics Society of Japan. Vol.2. 41-44 (1999)
• [Publications] T.Ueno,S.Kinoshita et al.: "Millimeter-Wave Sintering of Si_3N_4" The Ceramics Society of Japan. Vol.2. 45-48
• [Publications] 三宅正司: "ミリ波帯電磁波ならびにパルス大電流印加によるセラミックス焼結プロセス" 粉体及び粉末冶金. 第45巻第11号. 1045-1049 (1998)