文 献 参考文献 図8(a)-(e)にPAr = 104 Pa, PL =1.2 kW/cm2における断面SEM-EBSDの結果を示す。断面微構造は基材に垂直に成長した柱状組織であり、このような構造は過飽和度の高い気相から析出した膜でしばしばみられる。堆積した膜は、主に3C-SiCであったが、粒界に1400 ℃以上で高温安定な4H-SiC相が見られた（図8(b)。）レーザーは基材を透過してペレットに照射しており、粒界に4H相があるということは、レーザーと堆積したSiC中の粒界との相互作用を示唆するが詳細は明らかでない。そして得られた膜の結晶配向を調べたところ、3C-SiCは（111）に配向していることが分かった。これはFig8(f)に示すように、４H-SiC｛0001｝基板のSi面またはC面上に低温安定な３C相が結晶成長したためと考えられる。 図8(a)-(e) * SiCコーティングの断面SEM-EBSD (PAr = 104 Pa, PL =1.2 kW/cm2) ４.まとめ 本研究では、レーザー昇華堆積法により、SiとCからのSiCコーティング手法を開発した。レーザーをSiとCの混合粉末に照射すると約4秒後に原料ペレット中心部からSiCが昇華し始め、昇華速度は2×10-6 g/sと見積もれた。レーザー出力の増加にともない基材上の表面微構造は微粒子-針状晶-板状晶へと変化が見られた。そしてPL =1.2 kW/cm2における成膜速度は約30 m/minであった。一方で、PAr= 10-1 Paの真空下で得られた膜は、仕込み組成比に比べてSi-richであった。PL = 1.2 kW/cm2, PAr= 104 Pa条件下で成膜した試料の結晶相を評価したころ配向した３C-SiCであった。 ＊報告書の図は、発表論文Journal of the Ceramic Society of Japan 129 [6] 1-5 2021を引用した。 1） Riedel, R., Passing, G., Schönfelder, H., and Brook, R. J. “Synthesis of dense silicon-based ceramics at low temperatures” Nature 355, 714–717 (1992). 2） Fu, Q.-G., Li, H.-J., Shi, X.-H., Li, K.-Z., Sun, G.-D. “Silicon carbide coating to protect carbon/carbon composites against oxidation” Scr. Mater., 52, 9, 923-927 (2005). 3） Narushima, T.,Goto, T., Hirai, T. “High‐Temperature Passive Oxidation of Chemically Vapor Deposited Silicon Carbide” J. Am. Ceram. Soc. 72, 8, 1386-1390 (1989). 4） Balooch, M. Tench, R. J. Siekhaus, W. J. Allen, M. J. Connor, A. L. Olander, D. R. “Deposition of SiC films by pulsed axeimer laser ablation” Appl. Phys. Lett. 57, 1540 (1990). 5） Jun, T., Kanaya, M., Yuichiro F. “Sublimation growth of SiC single crystalline ingots on facesperpendicular to the (0001) basal plane” J. Cryst. Growth 135, 71-70, (1994). 6） Ma, X., Li, J., Peng, Z. Ma, B. Li, X., Pan, W., and Network-Structured Qi,L.“Interpenetrating Al2O3−Y3Al5O12 Eutectic Composite Grown by Solidification Containerlessly Process Cryst. Growth Des., 15, 5652-5655 (2015). 7） Wang, K., Du. D., Liu, G., Pu, Z. Chang. B., Ju, J. “ A study on the additive manufacturing of a high chromium Nickel-based superalloy by extreme high speed laser metal deposition”Optics and Laser Technology, 133, 106504-106512, (2021). 8） Meyers, S., De Leersnijder, L., Vleugels, J., Kruth, J.-P.“Direct laser sintering of reaction bonded silicon carbide with low residual silicon content” J. Eur. Ceram. Soc. 38, 3709-3717 (2018). 9） Suehiro, S., Kimura, T.“Rapid reaction sintering of silicon carbide using Nd:YAG laser” J. Ceram. Soc. Jpn. 127, 7, 504-506, (2019). 10） Dushman, S.“Scietific Foundations of Vacuum technique, 2nd ed”.New York,Wiley,1962. Directional − 292 −
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