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酸化制御による炭化物からの新規カーボンの生成と炭化物/炭化物複合粒子作製への展開

研究課題

研究課題/領域番号 08455402
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 無機工業化学
研究機関北海道大学

研究代表者

嶋田 志郎  北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90002310)

研究期間 (年度) 1996 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
7,100千円 (直接経費: 7,100千円)
1997年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
1996年度: 5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
キーワード酸化制御 / 炭化物 / 新規カーボン / 複合粒子 / 界面 / Controlled Oxidation / Carbides / Formation of Carbon / Composite Particles / Interface
研究概要

目的
単結晶ZrCの酸化を、温度700〜1500℃、酸素分圧0.02〜2kPaで行い、酸化を制御することでZrCと酸化物スケール(ZrO_2)との間にカーボンを含む中間層を析出させ、この新規カーボンの評価を行うと共に、カーボンとSiとの反応からSiC生成による炭化物/炭化物複合体の作製を試みた。
成果
1)ZrCを酸化すると、正方晶または単斜晶ZrO_2の特定の結晶面の優先配向が認められた。炭素を14〜23at%含む中間層(zone1)と7〜10at%含む酸化物層(zone2)の2層生成することが分かった。Zone1は緻密であるのに対して、zone2はporous構造を示した。
2)Zone1/ZrC界面を高分解電子顕微鏡で観察すると、界面は良く密着して、生成相はアモルファスであった。この界面付近では酸素の濃度勾配が存在し、炭素も高い濃度を示した。界面から10〜20nm離れた箇所に、数nmサイズの立方晶ZrO2の存在が認められた。
3)2層構造を持つ酸化物スケールをHF処理して、炭素を含むzone1層をZrCから薄膜として分離した。この炭素膜のラマン分光の結果、得られた膜はアモルファスであった。1500℃で得られた膜では、グラファイト結晶子の成長とbasal面の発達が示唆された。
4)TEM観察からこの膜は薄幾枚かの薄膜が重なり合ったものと分かり、この膜中にナノサイズ正方晶ZrO_2微粒子が含まれていた。
5)zone2を除去して得られたZrC/CとSiとの反応を行った結果、ZrSi2が生成し目的とするZrC/SiC複合体は得られなかった。

報告書

(3件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (18件)

  • [文献書誌] S, Shimada: "A thermo an alytical study on Oxdation of T:C by simultaneous TG-DTA-MS analysis" J.Materials Science. 31. 673-677 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S, Shimada: "Synthesis of β-SiC Whiskers from Silica Black Ore" J.Ceramic Society Jpn.104. 992-994 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S, Shimada: "Microstructural Observation of the ZrC/ZrO_2 Interface Formed by Oxidation of ZrC" J.Materials Research. 11. 2594-2597 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S, Shimada: "Oxidation of Single Crystals of Hafnium Carbide in a Temperature Range of 600 to 900℃" J.American Ceramic Society. 80. 1749-1756 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S, Shimada: "Microstructural Observation of ZrO_2 Scales Formed by Oxidation of ZrC Single Crystals with Formation of Carbon" Solid State Ionics. 101-103. 749-753 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S, Shimada: "TEM Observation of ZrC/ZrO_2 Interface Formed by Oxidation of ZrC Single Crystals" J.Materials Synthesis and Pro cessing. (in press).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Shimada: "A thermoanalytical study on oxidation of TiC by simultaneous TG-DTA-MS" J.Mat.Sci.31. 673-677 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Shimada: "Synthesis of b-SiC Whiskers from Silica Black Ore" J.Ceram.Soc.Jpn.104. 992-994 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Shimada: "Microstructural Observation of the ZrC/ZrO_2 Interface Formed by Oxidation of ZrC" J.Mat.Res.11. 2594-2597 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Shimada: "Oxidation of Single Crystals of Hafnium Carbide in a Temperature Range of 600 to 900゚C" J.Am.Ceram.Soc.80. 1749-1756 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Shimada: "Microstructural Observation of ZrO_2 Scales Formed by Oxidation of ZrC Single Crystals With Formation of Carbon" Solid State Ionics. 101-103. 749-753 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Shimada: "TEM Observation of ZrC/ZrO_2 Interface Formed by Oxidation of ZrC Single Crystals" J.Mater.Synthesis and Processing. (in press).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shiro SHIMADA: "Oxidation of Single Crystals of Hafnium Carbide in a Temperature Range of 600° to 900°C" J.American Ceramic Society. 80(7). 1749-1756 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Shiro SHIMADA: "Microstructural Observation of ZrO_2 Scales Formed by Oxidation of ZrC Single Crystals with Formation of Carbon" Solid State Ionics. 101-103. 749-753 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Shiro SHIMADA: "TEM Observation of ZrC/ZrO_2 Interface Formed by Oxidation of ZrC Single Grystals" J.Materials Synthesis and Processing. (in press).

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] S.Shimada: "A thermoanalytical study on oxidation of T : C by simultaneous TG-DTA-MS analysis" J.Materials Science. 31. 673-677 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] S.Shimada, N.Akazawa: "Synthesis of β-S : C Whiskers from Silica Black Ore" J.Ceramic Society Jpn.104. 992-994 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] S.Shimada, M.Inagaki, M.Suzuki: "Microstructural Observation of the ZrC/ZrO_2 Interface Formed by Oxidation of ZrC" J.Materials Research. 11. 2594-2597 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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