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J-GLOBAL ID：201902243464407787   整理番号：19A0106339

高機能窒化ケイ素セラミックスのための効率的製造プロセスの開発:レビュー

Development of efficient fabrication processes for highly functional silicon nitride ceramics: a review

著者 (1件)： HYUGA Hideki (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST))
資料名： Journal of the Ceramic Society of Japan (Web)  (Journal of the Ceramic Society of Japan (Web))
巻： 126  号： 12  ページ： 968-976(J-STAGE)  発行年： 2018年 
JST資料番号： U0409A  ISSN： 1348-6535  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 文献レビュー  発行国： 日本 (JPN)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 本研究では,高い破壊強度と破壊靭性などの優れた機械的性質を持つ窒化ケイ素セラミックスの製造プロセスの開発についてレビューした。高い耐摩耗性と熱伝導率を持つ窒化ケイ素セラミックは,それらの組成を調整し,非常に効率的な加工技術を利用することにより製造されてきた。ジルコニウム化合物の存在下でのケイ素粉末の窒化挙動を研究し,反応結合窒化ケイ素の形成中のジルコニウムの窒化強化効果を評価した。熱重量分析は,Si粉末へのZrO₂の添加が主な窒化反応の温度を低下させることを明らかにした。5°C/分を超える加熱速度を持った急速窒化法を用いて,反応結合窒化ケイ素を製造することが可能であり,それは従来の反応結合プロセスのそれより80倍高い。いくつかの希土類酸化物を添加すると,窒化促進効果も観測された。比較的短い処理時間で高熱伝導率窒化ケイ素セラミックを作製するために,反応結合プロセスを使用した。ランダムに分散した高張力係数炭素繊維を用いて,Si₃N₄/炭素繊維複合材料を開発した。複合材料中の配列した窒化ケイ素結晶粒と短い炭素繊維は,乾燥および水滑落条件下で高い破壊強度と靭性と低い摩擦係数の両方をもたらした。複合材料の機械的性質は結晶粒整列に関して異方性であり,強度と靭性の両方が押出方向に平行で最も高い。この方向では,窒化ケイ素粒子と炭素繊維の両方を整列させたシード試料は,繊維のみが整列した非シード試料のそれよりも高い破壊靭性と高い破壊強度を有した。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： アラインメント ,  *窒化ケイ素 ,  セラミック ,  破壊強さ ,  破壊靱性 ,  機械的性質 ,  *生産工程 ,  耐摩耗性 ,  熱伝導率 ,  ジルコニウム ,  高速度 ,  *窒化 ,  希土類元素化合物 ,  炭素繊維 ,  複合材料 ,  *ケイ素 ,  粉体 ,  摩擦係数
準シソーラス用語： *反応結合プロセス

著者キーワード (5件)： 窒化ケイ素 ,  反応結合 ,  加工 ,  トライボロジー ,  摩耗

分類 (1件)： セラミック・陶磁器の製造  (YC03020V)

引用文献 (78件)：

• 1) M. F. Wani, B. Prakash, P. K. Das, S. S. Raza and J. Mukerji, Am. Ceram. Soc. Bull., 76, 65-69 (1997).
• 2) J. Wemhoener, Ceram. Forum Int., 79, E21-E24 (2002).
• 3) F. Kato, H. Nakagawa, H. Yamaguchi and H. Sato, IEEE Conference Proceedings, 214-217 (2016).
• 4) C. D. Modanese, M. Sabatino, L. Arnberg and M. Syvertsen, J. Cryst. Growth, 354, 27-33 (2012).
• 5) Y. Shigegaki, M. E. Brito, K. Hirao, M. Toriyama and S. Kanzaki, J. Am. Ceram. Soc., 79, 2197-2200 (1996).

タイトルに関連する用語 (5件)： 窒化ケイ素 ,  セラミックス ,  製造プロセス ,  開発 ,  レビュー