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火炎CVDによる非酸化物機能性材料の合成を目指して平成7年度から9年度にかけて総合的研究を行った。まず火炎中での固相析出過程を調べるために、酸素-水素拡散層流火炎中にTetraethylorthogermaniumu(TEOG)を送入してゲルマニア超微粒子を合成し、既に行っていたシリカ超微粒子の生成機構との比較検討を行った。ゲルマニア超微粒子生成の場合、火炎下部の酸素不足領域でまずGeOの核発生がおきるが、原料濃度が低いと出来たGeO粒子が火炎上部に至るまでの温度上昇に伴って一度完全に昇華し、火炎上部の酸素過剰領域でGeO_2粒子として再び核発生・成長・ブラウン凝集を起こしていることが分かった。減量濃度が高いと火炎下部での発生GeO粒子が昇華しきらずに火炎上部にいたり、酸化されつつ更にGeO_2の析出が生じていることが分かった。シリカ生成の場合には、昇華過程が無く超微粒子生成機構が全く異なっていた。すなわち、火炎中での固相析出機構に対する減量の種類、原料濃度、火炎温度分布の影響を明らかにした。
次に同じ酸素-水素拡散層流火炎に1,1,1,3,3,3-Hexamethyldisilazane(HMDS)を送入し、窒化ケイ素粒子合成を試みた。火炎上方で粒子を補集すると完全に酸化されたシリカ粒子のみであったが、火炎中にマグネシア管を挿入して還元炎上方から粒子を補集するとSiN粒子が採取された。火炎は高温場であるが、酸素過剰領域に触れさせない工夫をすれば非酸化物を得る事が可能であることが分かった。
拡散層流火炎では適当な反応領域の大きさが制限されるため、予混合火炎による非酸化物合成を試みた。まず、アセチレン-酸素予混合炎によるダイヤモンド薄膜合成実験を行い、既往の報告と同程度の好成績を得た。更に、火炎中にHMDSを挿入し、ダイヤモンドライクのSiC薄膜生成を確認した。
最終年度はアセチレンをプロパンに変えて実験的研究を行い、SiCウィスカ-を得たが、その生成機構などについて結論を得るに至っていない。

【研究分担者】
西山憲和	大阪大学	基礎工学研究科	助手	(Kakenデータベース)
松方正彦	大阪大学	基礎工学部	助教授	(Kakenデータベース)