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ナノサイズTiN被覆Si_3N_4の放電プラズマ焼結と高導電性セラミックスの作製

研究課題

研究課題/領域番号 14655326
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
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) 2002 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2003年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2002年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
キーワードナノサイズ / TiN / Si_3N_4 / Composite / Spark plasma Cintering / Conductive / Ceramics / Coating / Nano / Spark Plasma Sintering
研究概要

(I)Ti(O-i-C_3H_7)_4の加水分解から生成したTiO_2の窒化によるTiN被覆Si_3N_4粒子の作製
Ti(O-i-C_3H_7)_4に1〜4倍モルの安定化剤2-メトキシエタノールを加えた溶液を無水2-プロパノールに溶解し後還流し、Ti-前駆体溶液を調製した。このTi-前駆体溶液をH_2O含有2-プロパノール液に音波分散したSi_3N_4粒子へ滴下し、加熱後TiO_2をSi_3N_4粒子に被覆することに成功した。このTiO_2被覆Si_3N_4粒子をNH_3気流中、800℃で窒化して、TiN/Si_3N_4複合粒子を作製した。この複合粒子の圧粉体をN_2気流中、1600℃でプラズマ焼結して、相対密度>96%の焼結体を作製した。この焼結体の電気抵抗率を測定した結果、〜10^<-4>Ω・cmのオーダの非常に低い電気抵抗率を持つTiN/Si3N4焼結体が得られた。この焼結体を放電加工することで、精密な穴あけ加工を行うことが可能となった。
(II)TiN/β-サイアロン粒子複合粒子への適用
TiN/Si_3N_4複合粒子の作製法を確立した後、この手法をβ-サイアロン粒子に適用したTiCl_4とTi(O-i-C_3H_7)_4溶液を使用し、サイアロン粒子にTiO_2粒子を被覆する溶液濃度、温度・時間などの最適条件を求め(I)と同様な手順でTiN被覆サイアロン複合粒子を作製し、放電プラズマによって、緻密な焼結体を作製した。

報告書

(2件)
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (5件)

  • [文献書誌] S.Kawano, J.Takahashi, S.Shimada: "Fabrication of TiN/Si_3N_4 Ceramics by Spark Plasma Sintering of Si_3N_4 Particles Coated with Nano-Sized TiN"J.Am.Ceram.Soc.. 86(4). 701-705 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kawano, J.Takahashi, S.Shimada: "Spark Plasma Sintering of Nano-sized TiN from TiO_2 by Controlled Hydrolysis TiCl_4 and Ti(O-i-C_3H_7)_4 Solution"J.Am.Ceram.Soc.. 86(9). 1609-1611 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kawano, J.Takahashi, S.Shimada: "The preparation and spark plasma sintering of silicon-nitride-based materials coated with nano-sized TiN"J.Euro.Ceram.Soc.. 24. 309-312 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kawano, J.Takahashi, S.Shimada: "Highly electroconductive TiN/Si_3N_4 composite ceramics fabricated by spark plasma sintering of S_3N_4 particles with a nano-sized TiN coating"J. Materials Chemistry. 12. 361-365 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kawano, J.Takahashi, S.Shimada: "Fabrication of TiN/Si_3N_4 Ceramics by Spark Plasma sintering of Si_3N_4 particles Coated with nano-sized TiN particles"Key Engineering Materials. 206-213. 1125-1128 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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