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セラミック-セラミック、セラミック-金属の複合体において、その間の熱膨張の違いが大きい場合、クラックの発生、接着の不完全性などの問題が生ずる。そのため最近では、両成分の割合を徐々に変化させて混ぜ合わせ、熱膨張を傾斜する方法が検討されている。本研究では、その一つの方法として、組成により異なる熱膨張を示す固溶体結晶を用いて一つのセラミックの両面で熱膨張係数が違う材料を作製した。本方法による傾斜セラミックスの作製については、既にNaZr_2(PO_4)_3系固溶体を用いて熱膨張係数の低い側の傾斜材料を得ている。同様な方法を用いて、16×10^<-6>/℃という金属材料に匹敵する高い熱膨張係数を有するNaAlSiO_4ネフェリン結晶からの傾斜セラミックスの作製を行った。その結果、以下のような知見がえられた。
(1)Naの一部をLi及びKで置換した固溶系を検討し、Na_<1-X>M_XAlSiO_4(M=Li or K)としてLi系ではx=0.15、K系ではx=0.43までの固溶体をえた。
(2)得られた固溶体の熱膨張は、Li系は12×10^<-6>/℃まで減少し、K系は18×10^<-6>/℃まで増加した。
(3)これらの固溶体を端成分として純Naネフェリンと接合して焼結し、傾斜セラミックスを作製した。えられた試料は電子顕微鏡、X線回折等を用いて組成分析を行い、元素の拡散、既ち、傾斜化を確認した。
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