[논문]High Thermal Conductivity Silicon Nitride Ceramics

Hirao, Kiyoshi; Zhou, You; Hyuga, Hideki; Ohji, Tatsuki; Kusano, Dai

doi:10.4191/kcers.2012.49.4.380

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한국세라믹학회지 = Journal of the Korean Ceramic Society, v.49 no.4, 2012년, pp.380 - 384

Hirao, Kiyoshi (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)) , Zhou, You (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)) , Hyuga, Hideki (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)) , Ohji, Tatsuki (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)) , Kusano, Dai (Japan Fine Ceramics Co. Ltd.)

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This paper deals with the recent developments of high thermal conductivity silicon nitride ceramics. First, the factors that reduce the thermal conductivity of silicon nitride are clarified and the potential approaches to realize high thermal conductivity are described. Then, the recent achievements on the silicon nitride fabricated through the reaction bonding and post sintering technique are presented. Because of a smaller amount of impurity oxygen, the obtained thermal conductivity is substantially higher, compared to that of the conventional gas-pressure sintered silicon nitride, while the microstructures and bending strengths are similar to each other between these two samples. Moreover, further improvement of the thermal conductivity is possible by increasing ${\beta}/{\alpha}$ phase ratio of the nitrided sample, resulting in a very high thermal conductivity of 177 W/($m{\cdot}K$) as well as a high fracture toughness of 11.2 $MPa{\cdot}m^{1/2}$.

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문제 정의

This paper gave an overview on the recent developments of high thermal conductivity silicon nitride ceramics. First, we clarified the factors that reduce the thermal conductivity of silicon nitride, including grain boundary phases of low thermal conductivity and lattice defects (lattice oxygen) in Si₃N₄ crystals, and discussed the potential approaches to realize high thermal conductivity, such as coarsening grains via e.

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