700 KにおけるTi–Teg複合材料の高温焼鈍に真空炉が使用されるのはなぜですか？

真空炉は、700 Kにおけるチタン水素化物–熱膨張黒鉛（Ti–TEG）複合材料の高温焼鈍に利用されます。これは、材料の表面化学を根本的に変化させ、その電子的性能を最適化するためです。この特定の環境は、不純物を除去し、酸素が豊富な雰囲気では達成不可能な化学反応を促進するために必要です。

コアの要点 真空環境は、絶縁性の気体不純物を剥ぎ取り、電気の流れを妨げる酸化物層を低減する、重要な精製段階として機能します。粒子間の界面を清掃することにより、このプロセスは接触抵抗を大幅に低減し、複合材料の比電気伝導率を数倍増加させます。

最適化のメカニズム

熱膨張黒鉛（TEG）は多孔質であり、ガスを閉じ込めやすい性質があります。真空環境は、これらの残留気体不純物をTEG構造から効果的に除去します。

これらのガスを除去することは、黒鉛とチタン成分間の相互作用を阻害する汚染物質として作用するため、不可欠です。

チタンは反応性が高く、電気的に絶縁性の酸化物層を形成します。700 Kでの真空焼鈍は、これらの酸化物層の部分的な還元を促進します。

この酸化物「スキン」を薄くしたり除去したりすることで、プロセスは導電性材料を露出させ、複合材料の成分間の電気的接触を改善します。

真空内での加熱プロセスは、水素化チタン（TiH2）粒子の表面で水素発生反応を誘発します。

この反応は、粒子の表面を化学的に活性化し、黒鉛マトリックスとのより密接な物理的および電気的統合の準備をさらに進めます。

焼鈍プロセスの主な目的は、接触抵抗を低減することです。

焼鈍されていない複合材料は、粒子間の界面における表面酸化物と閉じ込められたガスの存在により、高い内部抵抗に悩まされます。

不純物が除去され、表面が活性化されると、電子は材料内をより自由に流れることができます。

主要な参考文献は、この特定の処理により、複合材料の比電気伝導率が焼鈍されていない状態と比較して数倍増加すると指摘しています。

主な目的は既存の酸化物を低減することですが、真空は新しい酸化物の形成も防ぎます。

チタン元素は高温で非常に容易に酸化します。酸素を隔離するための高真空がない場合、材料を700 Kに加熱すると、酸化物層が低減されるのではなく厚くなり、材料の導電性が破壊されます。

主な焦点は電子特性ですが、真空環境は層間の残留ガスを排気するのにも役立ちます。

これらのガスが除去されない場合、複合材料内に細孔欠陥を形成する可能性があり、導電経路を中断し、構造を機械的に弱める可能性があります。

## Ti–TEG複合材料の調製最適化

高性能導電性複合材料は、使用される原材料よりも、それらの間の界面の純度に依存します。

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M. Yakymchuk, E. G. Len. Structure and Electronic Properties of Composite Hydrogenated Titanium–Thermally Expanded Graphite Before and After Vacuum Furnace Annealing. DOI: 10.15407/mfint.45.09.1041

この記事は、以下の技術情報にも基づいています Kintek Furnace ナレッジベース .