高強度窒化ケイ素多孔体を用いたアルミニウム-窒化ケイ素系複合材料の作製とその熱伝導率

摘要

柱状β－Si_3N_4粒子と粒界柏からなる気孔率39.5％のSi_3N_4多孔体に溶融Al-Si合金（純Al，Al－11vol%Si，及びAl-22vol%Si）をカプセルHIP法により含浸してAl－Si_3N_4複合材料を作製し，その熱伝導率に及ぼすAl-Si_3N_4界面反応の影響を調べた．結論を以下に示す.（1）作製したSi_3N_4多孔体におけるSi_3N_4骨格の理論熱伝導率は63Wm~(-1)K~(-1)である.（2）含浸によりほぼ相対密度が100％のAトSi_3N_4複合材料が得られる．相対密度がはば100％になるのは，Si_3N_4多孔体が閉気孔を含まないためである.（3）Al合金中のSi濃度が増加するに連れてAl-Si_3N_4複合材料の熱伝導率は88，77，76Wm~(-1)K~(-1)と低下するが，Al-Si_3N_4界面の熱伝達に関する係数転は逆に増大する.（4）AlへのSiの添加により，Al-Si_3N_4問の界面反応の進行が抑制されてh_cが増大すると考えられる.