(Poster session) Processing & Material

[P039B] Wettability of silicon nitride by active metal silicides

○Shota Nishi^{1[Student presentation: Master’s course]}, Mikito Kitayama¹ (1. Fukuoka Institute of Technology)

Keywords:silicon nitride, active metal silicides, wettability

窒化ケイ素（Si₃N₄）粉末は太陽電池に使われる多結晶シリコンを製造するための離型剤として使用されてきたことから、溶融シリコン（Si）は基本的にSi₃N₄表面に対して濡れないことは、良く知られている。これは、Si₃N₄粒子表面に存在する酸窒化ケイ（SiO_xN_y）が、溶融Siの濡れ性を悪化させることが原因である。Si₃N₄に対する金属ケイ化物の濡れ性については多くの研究報告があり、Siに添加する金属/金属酸化物の平衡酸素分圧が濡れ性に対して大きな影響を与えることが分かっている。特に、活性金属であるTiやZrを添加することによって、濡れ性が大きく改善されることが分かっているが、希土類金属であるYの添加効果に関する報告はこれまでない。本研究では、３種類の活性金属ケイ化物MSi_x（M = Y, Zr, Ti）を用いてSi₃N₄に対する濡れ性試験を行い、様々な熱処理条件下（雰囲気と温度）で、活性金属であるYの添加が、Si₃N₄上のSiの濡れ性に及ぼす影響を調査し、既知の活性金属TiおよびZrとの比較を行った。その結果、Zr > Y > Tiの順で濡れ性が良好であることが確認された。また、より活性金属の含有量が少ない共晶組成の方が、ニケイ化物に比べて濡れ性が悪いことが分かった。