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窒化アルミニウム焼結体の欠陥解析および熱的、光学的特性の向上

研究課題

研究課題/領域番号 08J11714
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 無機材料・物性
研究機関長岡技術科学大学

研究代表者

本間 隆行  長岡技術科学大学, 大学院・工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2008 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2009年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2008年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
キーワード窒化アルミニウム / 熱伝導率 / 光透過率 / 格子欠陥 / 焼結助剤 / 還元 / ルミネッセンス / トラップ / 着色 / 真性欠陥
研究概要

焼成時間が窒化アルミニウム焼結体の熱伝導率と光透過率に及ぼす影響を調査した。1880℃での焼成時間の増加に従い、熱伝導率および光透過率は増加した。光透過率に着目した場合、保持時間≧30hの焼成を行った試料において、320nm付近に光吸収が見られた。そこで、励起・蛍光スペクトルを測定したところ、320nm付近に吸収を持ち、580nm付近にピークを持っ発光が確認された。X線回折や元素分析の結果から、1880℃、保持時間>10hの焼成を行うことによって焼結助剤はそのほとんどが排出されていることがわかった。以上のことから、長時間の焼成によって窒素空孔や格子間アルミニウムなどの真性欠陥が形成された可能性があることがわかった。光吸収に起因する格子欠陥の特定に近づくことができた。
焼成時における還元性(一酸化炭素)ガスが窒化アルミニウム焼結体の特性(熱伝導率や強度)に深く関与することが知られている。還元性ガスを制御するために炭素ペレットを用い、この炭素ペレットが窒化アルミニウム焼結体の微細構造や光透過率、格子欠陥に与える影響を調査した。その結果、炭素ペレットを配置することにより光透過率が向上した。炭素ペレットから発生した還元性ガスが窒化アルミニウム粉末の酸化層や焼結助剤の還元により窒化アルミニウムが高純度化し、さらに、酸素が関与した欠陥の濃度が低下したことによって光透過率は向上したものと考えられる。還元性ガスをコントロールし最適化することは、窒化アルミニウム焼結体の光透過率の向上に重要な要素であることを示した。

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2010 2009 2008

すべて 学会発表 (7件)

  • [学会発表] 炭素とCa_3Al_2O_6の添加が窒化アルミニウムセラミックスの透光性に及ぼす影響2010

    • 著者名/発表者名
      上玉利修利
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2010年年会
    • 発表場所
      東京農工大学(東京都)
    • 年月日
      2010-03-23
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] AlNセラミックスの透光性に及ぼす焼成条件の影響2010

    • 著者名/発表者名
      本間隆行
    • 学会等名
      第48回セラミックス基礎科学討論会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県)
    • 年月日
      2010-01-13
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Ca系焼結助剤の添加が透光性AlN焼結体の微細構造に与る影響2009

    • 著者名/発表者名
      本間隆行
    • 学会等名
      平成21年度日本セラミックス協会東北北海道支部研究発表会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道)
    • 年月日
      2009-10-29
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 窒化アルミニウム焼結体の熱伝導率と光透過率に与える焼成条件の影響2009

    • 著者名/発表者名
      本間隆行
    • 学会等名
      第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      富山大学(富山県)
    • 年月日
      2009-09-08
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 窒化アルミニウムの焼結過程によって形成される格子欠陥の評価2009

    • 著者名/発表者名
      本間隆行
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2009年年会
    • 発表場所
      東京理科大学(千葉県)
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 熱ルミネッセンスによる透光性AlNセラミックス中のトラップ準位の評価2008

    • 著者名/発表者名
      本間隆行
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第21回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      北九州国際会議場(福岡県)
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Thermoluminescence of AlN Ceramics Sintered with Ca_3Al_2O_6 as Sintering Additive2008

    • 著者名/発表者名
      本間隆行
    • 学会等名
      The 25th International Korea-Japan Seminar on Ceramics
    • 発表場所
      Hotel Hyundai Gyeongpodae (韓国)
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2024-03-26  

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