Abstract
1350℃と1400℃におけるSiO2-C-Na3AlF6系の窒化反応によりβ-sialonウイスカーの気相成長を研究した. ウイスカーはグラファイト試料容器内と容器外に生成し, 前者は主にα-Si3N4ウイスカー, 後者は少量のα-Si3N4を含むβ-sialon (Si6-zAlzOzN8-z) ウイスカーであった. 容器外に生成する管外ウイスカーの生成状態は, SiO2に対するNa3AlF6の割合を増加すると著しく向上するが, 管外ウイスカー中のβ-sialonウイスカーの割合は減少し, そしてα-Si3N4ウイスカーが増加する傾向にあった. また, 管外ウイスカー中のβ-sialon/α-Si3N4の割合は反応温度, N2ガス流量にも強く依存した. 最適条件下では85%以上のβ-sialonを含むウイスカーが約20%の好収率で得られ, 長さは最大10mm程度 (平均5mm), 径は1.0-10μmであった. β-sialonウイスカーの先端にはドロプレットが認められ, 反応時には融体として存在し, ここにSiO, CO, N2, AlF3などの気相種が溶解し, 過飽和となって析出するというVLS機構によって, β-sialonウイスカーが成長していると考えられた. β-sialonウイスカーの組成は格子定数からZ≒1.8-2.0と見積もられた.