| 研究課題/領域番号 |
03453076
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| 研究機関 | 京都工芸繊維大学 |
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研究代表者 |
木島 弌倫 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 教授 (20195233)
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| 研究分担者 |
田中 嘉一郎 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助手 (00027814)
植月 徹 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助教授 (50027786)
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| キーワード | プラズマ焼結 / 熱プラズマ / 低温プラズマ / 窒化アルミニウム / 緻蜜化 / 解離蒸発 / 液相焼結 / マイクロ波プラズマ |
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| 研究概要 |
窒化アルミニウムはY_2O_3添加によりプラズマ焼結で理論密度まで緻密化することがわかった。その緻密化挙動は炭化ケイ素やアルミナと異った3段階の過程を経ることがわかった。この緻密化挙動は、従来のプラズマ焼結では報告されていない新しいものである。この挙動の原因は、液相焼結によるため、かつ液相が容易に解離蒸発するためであるとした。第1段階では試料の急速加熱により緻密化が急速に進行する過程であった。この段階で到達密度の7〜8割に達する。第2段階は緻密化の進行が停止する過程で、プラトー領域と呼ぶことにした。プラズマ条件、試料条件により、この過程の時間は変化した。第3段階は再び急速な緻密化が起こる過程である。この過程の特徴は液相の解離蒸発を伴う点である。
プラズマ焼結中の試料温度を測定する方法を開発した。光高温計の場合にはプラズマ光からのノイズや、蒸発ガス等の光吸収や散乱により正確には計りにくい。熱電対の場合には、高周波電源、プラズマ振動、プラズマ炎中の電荷粒子からのノイズが存在する。発振周波数4MHzの場合にはノイズフィルターを使用することにより交流分をカットし熱電対の起電力を測定できた。だが試料温度が1100℃以上になると窒化アルミニウムの電気抵抗が下がるため、プラズマ炎中に存在する荷電粒子によるノイズが加わった。電源切断すればノイズが消えるので、冷却曲線をシュミレートする事により、プラズマ焼結中の試料温度を求めることができた。
マイクロ波プラズマ発生装置を試作した。アルミナを試料としてプラズマ焼結をさせた。導波管のある方向のみ焼結した。炭化ケイ素の焼結は困難そうである。これらの対策として均一加熱ができるように装置を改良することにした。
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