| 研究課題/領域番号 |
01470068
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
無機工業化学・無機材料工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
平井 敏雄 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (50005865)
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| 研究分担者 |
大森 守 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (30005954)
増本 博 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (50209459)
佐々木 眞 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (70187128)
山根 久典 東北大学, 金属材料研究所, 助手 (20191364)
小野寺 昭史 大阪大学基礎工学部, 助教授 (20029523)
後藤 孝 東北大学, 金属材料研究所, 助教授 (60125549)
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| 研究期間 (年度) |
1989 – 1990
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| 研究課題ステータス |
完了 (1990年度)
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| 配分額 *注記 |
5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
1990年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
1989年度: 4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
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| キーワード | 立方晶窒化ホウ素 / ナノコンポジット / ダイヤモンド / 超高圧処理 / 誘電的性質 / 複合材料 / CVD / 置後固溶 / 置換固溶 |
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| 研究概要 |
立方晶窒化ほう素(cBN)はダイヤモンドに次ぐ硬さ、熱伝導度、屈折率を持つ一方、ダイヤモンドより熱的安定性に優れ、鉄基金属に対する化学反応性が低いことから、切削・研磨工具材料、半導体基盤材料などとして先進的分野で重視されている。本研究はcBNとダイヤモンドの複合材料を開発することを目的とした。
まずCVD法により炭素含有量の異なる2種のナノコンポジットを合成した。炭素含有割合に応じてBN(97)ーC(3)、BN(20)ーC(80)なる試料は、それぞれ乱層構造のBNまたはCを基本としているものである。これら2種の試料を10GPa、1700℃までの超高圧・高温条件で10分間処理した。X線回折で調べることにより、超高圧処理がもたらす相関係を検討した。
BN(97)ーC(3)ではcBNが6GPa、1600℃以上または8GPa,1400℃以上で出現し、これらより低い条件下では黒鉛型(hBN)が現われるかまたは出発原料のままであった。炭素は黒鉛としてもダイヤモンドとしても認められなかった。次にBN(20)ーC(80)では10GPa、1600℃においてcBNとダイヤモンドの同時生成が認められた。同じ1600℃でも圧力が8GPaになると、cBNは現われるがダイヤモンドはできず、黒鉛が認められるのみであった。一方、同じ8GPaでも温度が1700℃に高くなると、ダイヤモンドが出現しcBNは認められなかった。
以上の結果をBNとCの相図上にのせで眺めると、第1にダイヤモンドが無触媒条件にしては以上に低い圧力(すなわち8GPa)でも生成可能であること、第2にcBNが生成する温度がCの添加によって高温側にシフトすることの2つの重要な知見が得られた。
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