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1.複合粒子の合成
流動層コーティング法により、SiC粒子(粒径:0.3μm)の上にBCl_3-NH_3-H_2系気相からBNを析出させ、被覆型のSiC-BN複合粒子を合成した。複合粒子は大きさが40〜60μmの球状の凝集粒子を形成しており、BNが凝集粒子の外表面に局在する傾向があるが、反応ガス濃度を制御することにより凝集粒子内部にBNが均一に分布した複合粒子が合成できた。同様の方法によりSiC-TiC複合粒子の合成も行っている。
2.複合材料の作製
SiC-BN複合粒子の粉体をホットプレスすることにより焼結体を得た。焼結体はSiCマトリックス中にh-BNの微粒子が分散した構造であった。BNが均一分布した複合粒子では焼結体中でSiC粒子が成長していたが、BNが凝集粒子表面に局在したものでは焼結粒子が微細であった。これはBNがSiCの焼結助剤としても作用しており、BNの分布が不均一であるとその効果が発揮されないためである。
3.特性評価
SiCへのBNの添加により焼結体の耐熱衝撃性が向上した。これは低弾性率、低熱膨張率のh-BNにより熱応力が緩和されるためである。BNが凝集粒子表面に局在した複合粒子の焼結体に比べて、BNが均一に分布した焼結体のほうが耐熱衝撃性が高く、BNの均一分布が重要であることがわかった。電気物性については窒素中で焼結した半導性のSiC焼結体の電気伝導特性を調査し、半導体中に絶縁体粒子が分散した構造のSiC-BN複合材料との特性比較を行っている。
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