Y₂O₃とHfO₂を添加したポスト反応焼結による高熱伝導性Si₃N₄セラミックスの作製

抄録

高い共有結合性に起因して本質的に優れた機械的特性、化学的安定性、高い熱伝導率を有する窒化ケイ素（Si₃N₄）は各種構造材料として応用されている。Si₃N₄セラミックスの熱伝導率を向上させるためには、緻密化と粒成長を促進し、Si₃N₄に固溶しない焼結助剤の添加が望まれる。そこで本研究では、これらの条件を満たすことが報告されているY₂O₃-HfO₂-SiO₂系焼結助剤を添加して高熱伝導率性Si₃N₄セラミックスを作製することを目的とした。ポスト反応焼結を行い、92.5wt%Si₃N₄-2.5wt%Y₂O₃-5wt%HfO₂18h焼成で92W/mKの高い熱伝導率になった。この高い伝導率はβ-Si₃N₄柱状粒子の発達がもたらしたものと考えられる。