2003 Fiscal Year Annual Research Report
ナノサイズTiN被覆Si_3N_4の放電プラズマ焼結と高導電性セラミックスの作製
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14655326
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
嶋田 志郎 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90002310)
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| Keywords | ナノサイズ / TiN / Si_3N_4 / Composite / Spark plasma Cintering / Conductive / Ceramics / Coating |
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| Research Abstract |
(I)Ti(O-i-C_3H_7)_4の加水分解から生成したTiO_2の窒化によるTiN被覆Si_3N_4粒子の作製
Ti(O-i-C_3H_7)_4に1〜4倍モルの安定化剤2-メトキシエタノールを加えた溶液を無水2-プロパノールに溶解し後還流し、Ti-前駆体溶液を調製した。このTi-前駆体溶液をH_2O含有2-プロパノール液に音波分散したSi_3N_4粒子へ滴下し、加熱後TiO_2をSi_3N_4粒子に被覆することに成功した。このTiO_2被覆Si_3N_4粒子をNH_3気流中、800℃で窒化して、TiN/Si_3N_4複合粒子を作製した。この複合粒子の圧粉体をN_2気流中、1600℃でプラズマ焼結して、相対密度>96%の焼結体を作製した。この焼結体の電気抵抗率を測定した結果、〜10^<-4>Ω・cmのオーダの非常に低い電気抵抗率を持つTiN/Si3N4焼結体が得られた。この焼結体を放電加工することで、精密な穴あけ加工を行うことが可能となった。
(II)TiN/β-サイアロン粒子複合粒子への適用
TiN/Si_3N_4複合粒子の作製法を確立した後、この手法をβ-サイアロン粒子に適用したTiCl_4とTi(O-i-C_3H_7)_4溶液を使用し、サイアロン粒子にTiO_2粒子を被覆する溶液濃度、温度・時間などの最適条件を求め(I)と同様な手順でTiN被覆サイアロン複合粒子を作製し、放電プラズマによって、緻密な焼結体を作製した。
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Research Products
(3 results)
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[Publications] S.Kawano, J.Takahashi, S.Shimada: "Fabrication of TiN/Si_3N_4 Ceramics by Spark Plasma Sintering of Si_3N_4 Particles Coated with Nano-Sized TiN"J.Am.Ceram.Soc.. 86(4). 701-705 (2003)
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[Publications] S.Kawano, J.Takahashi, S.Shimada: "Spark Plasma Sintering of Nano-sized TiN from TiO_2 by Controlled Hydrolysis TiCl_4 and Ti(O-i-C_3H_7)_4 Solution"J.Am.Ceram.Soc.. 86(9). 1609-1611 (2003)
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[Publications] S.Kawano, J.Takahashi, S.Shimada: "The preparation and spark plasma sintering of silicon-nitride-based materials coated with nano-sized TiN"J.Euro.Ceram.Soc.. 24. 309-312 (2004)
