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2013-5

遷移金属炭窒化物 (Me(C,N)) 微粒粉末の炭素熱還元合成


技術のポイント

既存の遷移金属炭窒化物粉末に比べ粒子径が小さくその分布が小さな粉末合成技術を確立

応用研究


背景
高融点、高剛性で導電性を有する遷移金属炭窒化物は、苛酷環境下(高温材料、工具材料など)での材料としてその使用が期待される。実用材料として応用するためには、微粒・均粒粉末の合成が重要。

目的
炭素熱還元法を用い、粒径制御された遷移金属炭窒化物固溶体粉末の合成方法を確立するとともに炭化反応のメカニズムを明らかにする。

成果
炭素熱還元法により、粒径がそろったMe(C,N)固溶体粉末の合成手法を確立し、粒子径を制御技術を確立。
回転式管状炉を用いることでTiO2の炭素熱還元過程におけるMoO3添加効果を明らかにした。


・実験方法:炭素熱還元法、回転式管状炉 ・原料粉末:TiO2、MoO3、ZrO2、Ta2O5

種々の炭窒化物粉末合成
(Ti,Mo)(C,N)
(Ti,Mo)(C,N)
ZrC
TaC
図1. 炭素熱還元法で合成した遷移金属炭窒化物のSEM像

TiO2還元反応過程におけるMoO3の影響
図2. 回転式管状炉の構成
図3. TiO2-MoO3-C系反応過程:COガス濃度



今後の展開
炭窒化物粉末の更なる 微粒化、
および他の遷移金属元素への展開
微粒炭窒化物粉末を用い、
セラミックスや金属材料の組織制御



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