| 研究課題/領域番号 |
61470111
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| 研究機関 | 群馬大学 |
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研究代表者 |
定方 正毅 群大, 工学部, 助教授 (30011175)
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| 研究分担者 |
斎藤 正浩 群馬大学, 工学部, 教務員 (50170527)
佐藤 正之 群馬大学, 工学部, 助手 (70008473)
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| キーワード | 炭化ケイ素 / 超微粒子 / CVD / 拡散バッテリー / SiC |
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| 研究概要 |
構造用セラミック原料としてSic、【Si_3】【N_4】粉末が重要視されており、焼結性、強度、耐熱性を高めるためこれらの超微粒子が必要とされている。 しかし、その生成機構について一部(マスなど)を除いてあまり詳しく研究されていないのが現状である。 本研究では比較的超微粒子の得易い気相化学反応法(CVD法)に注目し、具体的には【SiH_4】-【CH_4】気相反応(【SiH_4】+【CH_4】→Sic+4【H_2】を利用し、生成する炭化ケイ素(Sic)超微粒子について実験を行った。 Sic超微粒子の粒経測定に関して従来電子顕微鏡に頼ることが多かったが、本研究では拡散バッテリー法を利用することにより生成直後の粒度分布測定が可能となった。 また反応装置としては500℃〜1400℃までの温度制御が可能で、予混合と拡散型の両混合条件が実現できるノズル吹き込み型管型反応器(内径40mm、長さ900mm)を自作して用いた。 得られた主な結果は以下の通りである。
1)予混合、拡散のいずれの混合形式の場合も、反応温度1400℃で、100%のSicが得られた。
2)生成粒子の造過型電子顕微鏡観察を行ったところ、予混合型では凝集体を構成する1次粒子がより細かい10nm以下の微小粒子より形成されており塊状型であることが分った。 一方、拡散混合型では1次粒子はかなり滑らかで予混合型とは異なる形状を示すことが分った。
3)平均粒径におよぼす温度の影響を調べたところ、予混合型では温度の増加すなわち反応の進行にしたがって平均径は増大し、拡散混合型では減少すること、また、粒径分布の分散については、反応温度1400℃で、幾何平均標準偏差の対数値lno~gが予混合型で1.25、拡散混合型で0.57となり拡散混合型の方が均一径に近いことが分った。
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