2020 Fiscal Year Annual Research Report
超高温耐熱構造材料用の窒化物アモルファスバルクの創製
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19K22039
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
朱 鴻民 東北大学, 工学研究科, 教授 (80713271)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| Keywords | 超高温用材料 / シリコン / 窒化物 / アモルファス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ガスタービンやジェットエンジンは熱効率改善のため超高温用材料の適用が望まれている。しかし金属系材料では限界が見えつつあり、非金属系材料が模索されている。有力な候補として窒化物がある。特にSi3B3N7やSiBCN3で代表されるシリコン（Si）系窒化物はアモルファス化が可能で1700℃まで結晶化しない。これらのアモルファス材料は優れた機械的性質、抜群の耐酸化性を有し、超高温構造材料としての利用が期待される。本研究では、SiCl4、BBr3、CCl4などのハロゲン化物を原料として用い、液体アンモニア（NH3）中で金属ナトリウム（Na）で還元窒化させて、アモルファスSi-B-NあるいはSi-B-C-Nのナノサイズ微粉末を作製した。さらに、緻密なアモルファス窒化物バルクを製造することを目的とした。アモルファスSi－B－NやSi－B－C－Nは1600℃および1700℃まで安定であり、緻密なバルクができれば、理想的な高温構造材料になると期待できる。しかし、強力な共有結合性のため焼結性に乏しく、通常の微粉末の緻密焼結にはその融点に近い高温が要求される。一方で、緻密なアモルファスバルクを得るには、結晶化温度以下で焼結を終える必要がある。この矛盾した目標を達成するため、本研究では、アモルファスSi-B-C-Nナノ粉末の合成を行うための装置の立ち上げを行った。研究開始が遅くなったことに加え、重要な設備である冷却装置の納品が遅れ、さらに、コロナ禍で十分な研究の時間を確保することができなかった。しかし、装置の立上げ尽力し、アモルファスSi-B-C-Nナノ粉末の合成を実施し、生成物が安定して得られるようになった。
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Research Products
(3 results)
