2017.03.21
シリコンと窒素だけからできた硬い透明セラミックスを合成―空気中で1,400 ℃の耐熱性、過酷な条件下の光学窓材に応用可能―
東京工業大学 科学技術創成研究院 フロンティア材料研究所の西山宣正特任准教授（研究実施時はドイツ電子シンクロトロン研究員）と若井史博所長らの日独共同研究グループ（東工大、ドイツ電子シンクロトロン、物質・材料研究機構、バイロイト大学、東大、愛媛大）は、砂と空気の主要元素であるシリコン（ケイ素）と窒素からなる窒化ケイ素（Si3N4）[用語1]から、全物質中で3番目に硬い透明セラミックスの合成に成功した（図1）。
自動車のエンジン部品にも使用される耐熱セラミックスである窒化ケイ素に高い圧力と高い温度をかけることにより、大気圧下[用語2]では合成することができない“スピネル型窒化ケイ素”のナノセラミックス（ナノ多結晶体[用語3]）を合成した（図2）。得られた物質は、レンズや窓に使われる物質と同等の透明さを持つことを確かめた。これは全物質中で3番目の硬さをもつ物質であり、さらに空気中で1,400 ℃の高温まで耐えられる。このため過酷な環境で使われる装置の光学窓材料としての利用が期待できる。
研究成果は、3月17日にNature出版社のオープンアクセスジャーナル「Scientific Reports」に掲載された。
