1986 Fiscal Year Annual Research Report
ダイヤモンド型酸化ほう素の高圧合成と機械的性質の評価
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61550564
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
遠藤 忠 東北大, 工学部, 助教授 (30176797)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 次雄 東北大学, 工学部, 助手 (90091694)
島田 昌彦 東北大学, 工学部, 教授 (80029701)
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| Keywords | 高圧合成 / ダイヤモンド構造 / 酸化ほう素 / 半導体 / 超硬度材料 / 【III】-【IV】族化合物 / 周期律化合物 / リン化ほう素 |
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| Research Abstract |
ダイヤモンド型の結晶構造を有する酸化ほう素を高圧合成する際に、その出発原料であるBPについて、XRD,SEM,蛍光X線分析,湿式化学分析を用いて性状を調べた。XRDの回折線の広がりから一次粒子径を求めると、約24〜25nmとなった。また、不純物として2〜3wt%のZnを含むことがわかった。常圧下では加熱により徐々に空気酸化され、600℃付近からBP【O_4】の生成することがTG-DTAによって確認された。
高圧条件下において三酸化クロムの熱分解で発生する酸素を利用するとリン化ほう素が酸化ほう素になるが、高圧反応セルの構成や、単一相となる最適温度一圧力条件について検討した。その結果、3.5〜5.5GPa,1000〜1200℃の条件下で白金製のカプセル内で酸素を封じると八面体もしくは四面体の形状を有する黒褐色の酸化ほう素が生成した。この試料体についての粉末X線回析図形をRietvelt法で解析した結果、格子定数がa=0.2879nm,c=0.7052nm,三方晶系,P3に属するダイヤモンド類似の構造であることが明らかになった。また、密度は2.48g/【cm^3】でZは2と求まった。焼結体を得るために、得られた粉末を金型形成した後、6GPa,1000℃で処理した。その結果、相対密度が76〜92%の焼結体を得ることができた。この焼結体の硬度は、33.5〜40.5GPaであると評価できた。よりち密な焼結体を得るために、焼結助剤としてのNiの可能性を検討した。その結果、900℃ではBPとの反応から【Ni_3】PやBP【O_4】が生成した。従って、Niは焼結助剤としては、好適でないと考えられる。焼結体の機械的特性,電気的特性などを評価するためには、適当な焼結助剤の開発が必要となることがわかった。
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