2009 Fiscal Year Annual Research Report
強磁場中コロイドプロセスによる高配向セラミックス作製に関する研究
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20350099
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
目 義雄 National Institute for Materials Science, ナノセラミックスセンター, センター長 (00354217)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 達 独立行政法人物質・材料研究機構, ナノセラミックスセンター, 主幹研究員 (50267407)
打越 哲郎 独立行政法人物質・材料研究機構, ナノセラミックスセンター, 主席研究員 (90354216)
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| Keywords | セラミックス / 強磁場配向 / コロイドプロセス / 粒子プロセス / 配向体 / 焼結 / 窒化ケイ素 |
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| Research Abstract |
本研究では、強磁場中でのコロイドプロセスによる配向に関し、理論による予測と実験から詳細に検討し、精密配向化のための要件を体系化することを目的とした。本年の主な対象は、β-Si3N4の一軸配向体作製であり、そのため(1)微粒子の高分散化、(2)出発原料としてのα-Si3N4とβ-Si3N4の違い、(3)形状、サイズと容易軸磁化方向および磁場印加様式(静および動的磁場)の異なる試料の磁場印加方向を変えることによる配向度と配向方向の詳細な検討、(4)焼結助剤による液相焼結過程での相変態と配向の関係の検討、を行った。まず、静的磁場の磁場印加方向を変えることによる配向方向と試料形状、磁化容易軸との関係を明確にした。α-Si3N4およびβ-Si3N4ともに結晶磁気異方性により強磁場中でのコロイドプロセスによる配向が期待できるが、β-Si3N4の方が大きな配向度を示した。さらに、出発原料のα-Si3N4に5%のβ-Si3N4添加することで、磁場配向したβ-Si3N4がシードの役割をし、液相焼結中に溶解したSi3N4が配向したβ-Si3N4に析出することにより、配向体が得られることが分かった。さらに、回転磁場を取り入れることで、一軸配向β-Si3N4が得られた。このとき、β-Si3N4として、ウィスカーを使用することで、より高配向なβ-Si3N4が得られた。一軸方向に配向したβ-Si3N4は、大きな熱伝導特性の配向依存性を示した。
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