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1.流動層法による複合粒子の合成
流動層コーティング法によるSiC-BN複合粒子の合成条件を調査した。使用したSiC粒子は市販品(粒径:0.3μm)で、BCl_3-NH_3-H_2系の気相からBNを析出させた。反応ガス濃度が高いとBN粉体が生成し、濃度が低いと反応率が低下するため、BNコーティングのための最適濃度が存在した。BCl_3とNH_3の反応が高いため、混合は粉体層直下の分散器中で行う必要があるが、その構造の影響が大であり、次の知見が得られた。
・分散器に石英ウ-ルを用いると、BCl_3と反応し、h-BNのほかにSi_3N_4が副生する。
・分散器にカーボンウ-ルを用いると、BNのみが析出するが、非晶質である。
・ウ-ル層が薄いと反応ガスの混合が不十分であり、BN収率が低下する。
・SiC粉体の充填層が薄い場合も、反応ガスの混合が悪くBN収率が低下する。
最適条件においてBN含量が約10wt%の複合粒子が得られた。複合粉体は大きさが約60μmの球状の凝集粒子を形成するが、反応条件の制御により凝集体内部までBNが分布した複合粒子が合成可能である。
SiC粉体にTiB_2粉体を混合した状態で流動層法によるBNコーティングを行うことにより、SiC-TiB_2-BN系の複合粒子が合成できた。
2.複合焼結体の作製と評価
複合粉体のホットプレスにより焼結体を作製した。この複合材料は、気相合成したSiC-BN複合微粒子の焼結体と同様の耐熱衝撃性の向上が認められた。
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