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2008 Fiscal Year Annual Research Report

窒化ケイ素-粒界相界面における希土類イオン偏析現象の解明

Research Project

Project/Area Number 19560684
Research InstitutionFukuoka Institute of Technology

Principal Investigator

北山 幹人  Fukuoka Institute of Technology, 工学部, 教授 (10330945)

Keywordsセラミックス / 表面・界面物性 / 窒化ケイ素 / 希土類元素 / 偏析
Research Abstract

本研究の目的は、半径の大きな希土類イオンと小さな希土類イオンのどちらがより強くβ-Si_3N_4結晶-粒界相界面に結合するかを決定することである。そのため、既に実施され論議を呼んでいるTEMによる粒界観察とは全く異なる「動的な手法」であるα-β転移速度の活性化エネルギーを調査した。具体的には、La^<3+>に少量のLu^<3+>を混合した窒化ケイ素焼結体をホットプレス法で作製し、そのα-β転移速度をX線回折を用いて種々の温度で測定し、アレニウス・プロットから活性化エネルギーを決定した。
(La:Lu比)(活性化エネルギー)
1.0:0.0 587kJ/mol
0.9:0.1 578kJ/mol
0.8:0.2 531kJ/mol
0.7:0.3 391kJ/mol
0.0:1.0 353kJ/mol
その結果、上表に示すように、Laに対してLuの量が3割程度でLuのみの活性化エネルギーにほぼ等しくなることが判った。このことは、研究計画の予想通り、イオン半径の小きなLu^<3+>が、イオン半径の大きなLa^<3+>に比べ、より強く界面に結合することを示唆しており、本分野における長年の論争に決着を付ける極めて重要なデータを得ることができた。平成21年度は、上記試料のTEM-EDX観察を行い、β-Si_3N_4結晶-粒界相界面においてLuが偏析している直接的な証拠を得る予定である。

  • Research Products

    (8 results)

All 2009 2008 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (3 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Detection and Control of Crystallization by means of In-situ Measurement of Capacitance2008

    • Author(s)
      Y. Ohta, M. Kitayama
    • Journal Title

      Ceramics 43

      Pages: 1027-1030

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of Porous Silicon Nitride with Tailor-Made Pore Structure for Bio-Filter : I. Search of Sintering Aids2008

    • Author(s)
      T. Anan, M. Kitayama, Y. Ohta
    • Journal Title

      J. MMIJ 24

      Pages: 245-248

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ナノ-マイクロ細孔構造を有する窒化ケイ素多孔体の開発2008

    • Author(s)
      阿南努, 松岡剛, 太田能生, 北山幹人
    • Organizer
      日本セラミックス協会第21回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      北九州国際会議場(福岡)
    • Year and Date
      2008-09-19
  • [Presentation] ナノ-マイクロ細孔構造を有する窒化ケイ素多孔体の開発2. 多孔体強度の評価2008

    • Author(s)
      松岡剛, 阿南努, 太田能生, 北山幹人
    • Organizer
      資源・素材学会九州支部平成20年度春季例会
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡)
    • Year and Date
      2008-05-30
  • [Presentation] オゾンを利用した揮発性有機物質(VOC)分解除去技術の開発2008

    • Author(s)
      三浦美姫, 太田能生, 北山幹人
    • Organizer
      資源・素材学会九州支部平成20年度春季例会
    • Place of Presentation
      九州大学(福岡)
    • Year and Date
      2008-05-30
  • [Book] 熱伝導率・熱拡散率の制御と測定評価方法第2章第2節〔3〕Si_3N_4セラミックスの高熱伝導率化2009

    • Author(s)
      北山幹人
    • Total Pages
      350
    • Publisher
      サイエンス&テクノロジー株式会社
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.fit.ac.jp/~kitayama

  • [Remarks]

    • URL

      http://www.fit.ac.jp/cro/hrc/index.htm

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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