Slackプロットを利用したAlNセラミックスの熱伝導率に影響する要因の分析

抄録

種々の焼結助剤を利用して作製したAlNセラミックスについて、熱伝導率に影響を及ぼす要因をSlackが提案した格子内酸素量と熱伝導率の関係（Slackプロット)を用いて分析した。c軸の格子定数の測定結果からAlN格子内の酸素量を見積もり、実際に測定された熱伝導率とプロットした。最も一般的な助剤であるY₂O₃を用いて作製された試料ではプロットがSlackが提案した関係式の直線上に乗っていた。また、Y₂O₃-CaO-B系の助剤を用いた場合はSlackの直線ではなく、より酸素量が多い領域で適用されるHarrisの直線に従っていた。これらの結果は、試料の熱伝導率がほぼ格子内の酸素量で決まっていることを示していると考えられる。一方、Al₂O₃-Y₂O₃系の助剤を用いた場合はSlackおよびHarrisの直線上から大きく上方（低熱伝導率側）に外れており、試料の熱伝導率が格子内の酸素量だけでは決まらず粒界相など他の要因にも影響されていると考えられる。