SPSによるSiCの焼結と焼結成長

抄録

SiCは共有結合性の割合が多いため焼結が困難で、通常の焼結ではB+C助剤、Al₂O₃助剤、Al₂O₃+Y₂O₃助剤等を加える必要がある。助剤なしの焼結については、65GPaの衝撃波での加圧により97%の相対密度の焼結体が得られているにすぎない。単結晶は2500℃以上の高い温度で気相法によって作られている。放電プラズマシステム(SPS)では電源にパルス直流を使うため、直接通電された黒鉛型内部の試料にはパルス電場とプラズマが作用し、粉末には表面電流が流れている。パルス電場はイオンなどの物質の拡散を加速し、さらに転位の移動速度を速める。表面電流は分子の結晶表面での移動速度を加速する。このために, 粉末の焼結が促進され、結晶成長が加速される。本研究においてはSPSを使うことでSiCの焼結に焼結助剤の添加なしで成功した。さらに, SiCの結晶成長がSPSによって促進できることも見いだした。