Nitrides Formed by Reducing Process of the Shirasu Glass with Carbon

Abstract

シラスから分離した火山ガラス (v.g. と略す) とカーボンブラック (Cと略す) との混合物を, 1300-1450℃, 1-10時間窒素気流中で反応させて得られた生成物は, Si₂ON₂*, β'-Si₃N₄, α-Si₃N₄, AlN及びβ-SiCであった. β'-Si₃N₄はSi₃N₄-AlN・Al₂O₃系の固溶体であり, Si₂ON₂*はSi₂ON₂と同様な構造を有するSi₃N₄-AlN-SiO₂-Al₂O₃系の固溶体である. C/v.g. (重量比)=0.2ではSi₂ON₂*が, C/v.g.=0.3ではSi₂ON₂*とβ'-Si₃N₄の両相が主として得られる. C/v.g.=0.4-0.5ではおもにβ'-Si₃N₄が, C/v.g.=1以上ではβ'-Si₃N₄とα-Si₃N₄の両相が得られる. そしてC/v.g. 値と反応時間の増加にしたがい, 全窒化ケイ素中に占めるα-Si₃N₄の重量分率が増加した. β'-Si₃N₄は火山ガラスからSi₂ON₂*を経由して生成したと, またα-Si₃N₄は火山ガラスがカーボンの還元作用を受けて主に気相反応によって生成したと考えられる.