JP2001080971A - Production of ceramic composite sintered compact - Google Patents

Production of ceramic composite sintered compact

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JP2001080971A
JP2001080971A JP25555999A JP25555999A JP2001080971A JP 2001080971 A JP2001080971 A JP 2001080971A JP 25555999 A JP25555999 A JP 25555999A JP 25555999 A JP25555999 A JP 25555999A JP 2001080971 A JP2001080971 A JP 2001080971A
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ceramic
particles
slurry
sintered body
composite sintered
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Japanese (ja)
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Shigeru Iwase
茂 岩瀬
Takeshi Mitsuoka
健 光岡
Kazuhiro Urashima
和浩 浦島
Satoshi Iio
聡 飯尾
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Niterra Co Ltd
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NGK Spark Plug Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a ceramic composite sintered compact, which is capable of preventing lowering in strength of the sintered compact by uniformly dispersing at least two kinds of particles and eliminating heterogeneous aggregate parts. SOLUTION: In a method for producing a ceramic composite sintered compact, which comprises drying a slurry containing at least two kinds of ceramic particles different in the density and/or the particle size to obtain dried particles, thereafter forming the dried particles and sintering the formed green body, the ceramic particles are allowed to previously and uniformly aggregate in the slurry by controlling the absolute value of zeta potential of the ceramic particles to be not more than 50 mV, preferably 25 mV. Thereby, it becomes possible to allow the ceramics different in the density or the particle size to uniformly complex, and the heterogeneous aggregate parts in the texture of the sintered compact are avoided. Accordingly, the strength of the ceramic composite sintered compact can be enhanced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、比重及び/又は粒
径の異なる2種類以上のセラミックス粒子を原料として
製造されるセラミックス複合焼結体の製造方法に関す
る。本発明の製造方法により製造されたセラミックス複
合焼結体は、鋼材圧延用治具、切削工具等の高温、高応
力環境下で使用される摺動部品に好適に用いることがで
きる。
The present invention relates to a method for producing a ceramic composite sintered body produced using two or more types of ceramic particles having different specific gravities and / or particle sizes as raw materials. The ceramic composite sintered body produced by the production method of the present invention can be suitably used for sliding parts used in a high-temperature, high-stress environment, such as a jig for steel rolling and a cutting tool.

【0002】[0002]

【従来の技術】セラミックスの材料特性を改善するため
に、粒子、ウィスカ又は繊維等の構成要素を混入させ、
セラミックス複合焼結体とすることは、従来より広く行
われている。このようなセラミックス複合焼結体では、
強度低下を防止するためには、できる限り焼結体組織が
均一であることが望ましい。そして、焼結体組織の均一
性を図るために、原料である各セラミックス粒子を均一
に分散させる必要がある。よって、セラミックス複合焼
結体の製造時において、比重あるいは粒径の異なるセラ
ミックス粒子の挙動をいかにして制御するかが重要であ
る。
2. Description of the Related Art In order to improve the material properties of ceramics, components such as particles, whiskers or fibers are mixed,
Making a ceramic composite sintered body has been widely performed conventionally. In such a ceramic composite sintered body,
In order to prevent a decrease in strength, it is desirable that the structure of the sintered body be as uniform as possible. Then, in order to achieve a uniform structure of the sintered body, it is necessary to uniformly disperse each ceramic particle as a raw material. Therefore, it is important how to control the behavior of the ceramic particles having different specific gravities or particle diameters during the production of the ceramic composite sintered body.

【0003】そして、焼結体組織の均一性を図るため
に、従来は製造過程において、原料であるセラミックス
粒子を含むスラリーを調製し、このスラリー中の各セラ
ミックス粒子の分散性を向上させる方法が用いられてい
た。そして、分散性を向上させる方法として、原料混合
時あるいは混合後のスラリーの段階で、各セラミックス
粒子のゼータ電位を制御する方法が知られている。例え
ば、Si34/SiC系セラミックスの製造において、
pH調製によりゼータ電位の絶対値を同符号且つ大きく
すると、スラリー中の各セラミックス粒子の分散性向上
が達成でき、このスラリーに超音波振動をかけながらス
プレードライし、得られた素地粉末を常圧焼結すると、
高靭性、高硬度の焼結体が得られることが知られている
(特開平2−22179号公報)。その他にも、同様の
製造方法で行う短繊維強化セラミックス焼結体の製造方
法(特開平2−97469号公報及び特開平1−230
484号公報)も知られている。
[0003] In order to make the structure of the sintered body uniform, a method of preparing a slurry containing ceramic particles as a raw material in a manufacturing process and improving the dispersibility of each ceramic particle in the slurry has conventionally been proposed. Was used. As a method of improving dispersibility, a method of controlling the zeta potential of each ceramic particle at the time of mixing the raw materials or at the stage of slurry after the mixing is known. For example, in the production of Si 3 N 4 / SiC ceramics,
When the absolute value of the zeta potential is increased by the same sign by adjusting the pH, the dispersibility of each ceramic particle in the slurry can be improved, and the slurry is spray-dried while applying ultrasonic vibration, and the obtained base powder is subjected to normal pressure. After sintering,
It is known that a sintered body having high toughness and high hardness can be obtained (Japanese Patent Laid-Open No. 22179/1990). In addition, a method for producing a short fiber reinforced ceramics sintered body performed by the same production method (Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2-97469 and 1-230)
484) is also known.

【0004】しかし、上記各文献は、いずれもスラリー
中の各セラミックス粒子のゼータ電位の絶対値を大きく
して粒子間の静電反発力を増加させることにより、スラ
リー中の各セラミックス粒子の分散性を向上させるもの
に限られている。
However, in each of the above documents, the dispersibility of each ceramic particle in the slurry is increased by increasing the absolute value of the zeta potential of each ceramic particle in the slurry to increase the electrostatic repulsion between the particles. Is limited to those that improve.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記実情に
鑑みてなされたものであり、比重及び/又は粒径の異な
る2種類以上のセラミックス粒子をスラリー中で均一に
分散させて不均一な凝集部をなくし、焼結体の強度低下
を防止することができるセラミックス複合焼結体の製造
方法を提供することを目的とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and has been made by dispersing two or more types of ceramic particles having different specific gravities and / or particle sizes uniformly in a slurry to obtain a non-uniform ceramic particle. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a ceramic composite sintered body that can eliminate an agglomerated portion and prevent a reduction in strength of the sintered body.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】比重差の大きい粒子や、
あるいは粒子径が大きく異なるセラミックス粒子を複合
化させる場合、スラリー中で各セラミックス粒子の分散
性を向上させても、スラリーの乾燥工程(スプレードラ
イ)において、セラミックス粒子の分離が起こり、不均
一となってしまうという問題点がある(図4の〔B〕及
び〔C〕参照)。これは、水分の蒸発に伴い、小さいセ
ラミックス粒子が表面へ移動したり、又は液滴の回転に
よる遠心力の影響で重量の大きいセラミックス粒子が表
面へ移動してしまうことが原因である。そして、この分
離によって、得られた焼結体組織が不均一となる結果、
かかる不均一な凝集部が起源となって、焼結体の強度低
下を引き起こすおそれがある。
Means for Solving the Problems Particles having a large specific gravity difference,
Alternatively, when ceramic particles having greatly different particle diameters are compounded, even if the dispersibility of each ceramic particle is improved in the slurry, the ceramic particles are separated in the slurry drying step (spray drying) and become non-uniform. (See FIGS. 4B and 4C). This is because small ceramic particles move to the surface as water evaporates, or heavy ceramic particles move to the surface under the influence of centrifugal force due to the rotation of droplets. And as a result of the obtained sintered body structure becoming non-uniform due to this separation,
There is a possibility that the strength of the sintered body may be reduced due to the non-uniform aggregation portion.

【0007】本発明者らは、上記実情に鑑みてセラミッ
クス複合焼結体の製造方法について検討した結果、スプ
レードライ時に起こるセラミックス粒子の移動を抑制す
るため、スラリー中の各セラミックス粒子の分散性を向
上させる従来技術とは逆に、スプレードライ直前にスラ
リー中の各セラミックス粒子を均一に凝集させることに
より、2種類以上のセラミックス粒子が均一に分散した
セラミックス複合焼結体が得られることを見いだして本
発明を完成するに至った。
In view of the above circumstances, the present inventors have studied a method for manufacturing a ceramic composite sintered body. As a result, in order to suppress the movement of ceramic particles during spray drying, the dispersibility of each ceramic particle in the slurry was reduced. Contrary to the conventional technology of improving, it is found that a ceramic composite sintered body in which two or more types of ceramic particles are uniformly dispersed can be obtained by uniformly aggregating each ceramic particle in the slurry immediately before spray drying. The present invention has been completed.

【0008】本第1発明のセラミックス複合焼結体の製
造方法は、比重及び/又は粒径の異なる2種類以上のセ
ラミックス粒子を含むスラリーを乾燥させ、その後、乾
燥させた上記セラミックス粒子を用いて成形し、焼結す
るセラミックス複合焼結体の製造方法において、上記セ
ラミックス粒子をスラリー中で予め均一に凝集させ、そ
の後、スプレードライにより乾燥させることを特徴とす
る。
[0008] The method for producing a ceramic composite sintered body of the first invention is characterized in that a slurry containing two or more types of ceramic particles having different specific gravities and / or particle diameters is dried, and then the dried ceramic particles are used. A method of manufacturing and sintering a ceramic composite sintered body is characterized in that the ceramic particles are uniformly agglomerated in advance in a slurry, and then dried by spray drying.

【0009】本第1発明において製造されるセラミック
ス複合焼結体は、2種類以上の上記「セラミックス粒
子」からなるものである。上記「セラミックス粒子」と
しては特に限定はなく、製造するセラミックス複合焼結
体に応じて種々の種類、形状、粒子径のものを使用する
ことができる。ここで、本第1発明では、特にセラミッ
クス粒子の密度差が大きいセラミックス粒子、具体的に
は密度比で通常1.5以上、好ましくは1.5〜5.
0、更に好ましくは1.5〜4.0であるセラミックス
粒子を複合化させる場合や、もしくは、セラミックス粒
子の粒子径が大きく異なる場合、具体的には粒径比で通
常0.02〜1、好ましくは0.02〜0.5、更に好
ましくは0.03〜0.3であるセラミックス粒子を複
合化させる場合に好適である。尚、比重比及び粒径比は
以下の式で算出された値である。 密度比:(一方の粒子の密度)/(他方の粒子の密度) 但し、分母は密度の小さい方の粒子とする。 粒径比:(一方の粒子の粒子径)/(他方の粒子の粒子
径) 但し、分母は粒子径の大きい方の粒子とする。 そして、この原料に公知の焼結助剤を添加し、公知の方
法により、混合を行い、水等の分散媒を加えてスラリー
とする。
The ceramic composite sintered body produced in the first invention comprises two or more kinds of the above "ceramic particles". The “ceramic particles” are not particularly limited, and various types, shapes, and particle diameters can be used depending on the ceramic composite sintered body to be produced. Here, in the first invention, ceramic particles having a particularly large difference in density of ceramic particles, specifically, a density ratio of usually 1.5 or more, preferably 1.5 to 5.
0, more preferably 1.5 to 4.0, or a composite of ceramic particles, or when the particle diameters of the ceramic particles are significantly different, specifically in a particle size ratio of usually 0.02 to 1, It is suitable when the ceramic particles having a particle size of preferably 0.02 to 0.5, more preferably 0.03 to 0.3 are compounded. The specific gravity ratio and the particle size ratio are values calculated by the following equations. Density ratio: (density of one particle) / (density of the other particle) where the denominator is the particle with the smaller density. Particle size ratio: (particle size of one particle) / (particle size of the other particle) where the denominator is the particle having the larger particle size. Then, a known sintering aid is added to the raw material, mixed by a known method, and a dispersion medium such as water is added to form a slurry.

【0010】その後、上記スラリーをスプレードライに
より乾燥する工程を行う前に、上記セラミックス粒子を
スラリー中で予め均一に凝集させる。上記セラミックス
粒子をスラリー中で予め均一に凝集させる方法について
は特に限定はないが、通常は、各セラミックス粒子のゼ
ータ電位を低下させることにより、セラミックス粒子間
での静電反発力を減少させて、各セラミックス粒子をス
ラリー中で予め均一に凝集させる。このように各セラミ
ックス粒子のゼータ電位を低くすると、図4の〔A〕の
模式図に示すように、静電反発力の減少により身近な粒
子同士の集合が起こり、各セラミックス粒子が均一に混
在する凝集体が形成される。
Then, before performing the step of drying the slurry by spray drying, the ceramic particles are uniformly agglomerated in advance in the slurry. There is no particular limitation on the method for uniformly aggregating the ceramic particles in advance in the slurry, but usually, by reducing the zeta potential of each ceramic particle, the electrostatic repulsion between the ceramic particles is reduced, Each ceramic particle is previously uniformly agglomerated in the slurry. When the zeta potential of each ceramic particle is reduced in this way, as shown in the schematic diagram of [A] of FIG. 4, particles close to each other occur due to a decrease in electrostatic repulsion, and each ceramic particle is uniformly mixed. Agglomerates are formed.

【0011】各セラミックス粒子のゼータ電位の絶対値
は、本第2発明に示すように、通常50mV以下、好ま
しくは30mV以下、更に好ましくは25mV以下に調
整する。このゼータ電位の絶対値が50mVを超える
と、スラリー中の各セラミックス粒子間での静電反発力
が大きくなる結果、各セラミックス粒子を均一に凝集さ
せることができなくなるので好ましくない。
The absolute value of the zeta potential of each ceramic particle is generally adjusted to 50 mV or less, preferably 30 mV or less, more preferably 25 mV or less, as shown in the second invention. If the absolute value of the zeta potential exceeds 50 mV, the electrostatic repulsion between the ceramic particles in the slurry becomes large, and it is not preferable because the ceramic particles cannot be uniformly aggregated.

【0012】上記の場合、スラリー中の各セラミックス
粒子のゼータ電位は、スラリーのpHに大きく影響を受
けるため、スラリーのpHを調整することにより、各セ
ラミックス粒子の各ゼータ電位を好ましい範囲に制御す
ることができる。例えば、セラミックス粒子としてSi
34とTiNを用いた場合は、スラリーのpHは通常
8.5〜11.5、好ましくは9.0〜11.0であ
り、Si34とSiCを用いた場合は、通常7.5〜1
1.0、好ましくは8.0〜10.5である。
In the above case, since the zeta potential of each ceramic particle in the slurry is greatly affected by the pH of the slurry, the zeta potential of each ceramic particle is controlled to a preferable range by adjusting the pH of the slurry. be able to. For example, as ceramic particles Si
3 in the case of using the N 4 and TiN, pH of the slurry is usually from 8.5 to 11.5, preferably 9.0 to 11.0, in the case of using Si 3 N 4 and SiC, usually 7 0.5-1
1.0, preferably 8.0-10.5.

【0013】更に、上記の場合、スラリー中の各セラミ
ックス粒子のゼータ電位は、スラリー中に添加した分散
剤によっても影響を受ける。本発明に適用することがで
きる分散剤は、ゼータ電位を所定の範囲内に制御できる
限り特に制限はなく、例えばポリカルボン酸アンモニウ
ム等のポリカルボン酸塩が挙げられる。
Furthermore, in the above case, the zeta potential of each ceramic particle in the slurry is affected by the dispersant added to the slurry. The dispersant applicable to the present invention is not particularly limited as long as the zeta potential can be controlled within a predetermined range, and examples thereof include a polycarboxylate such as ammonium polycarboxylate.

【0014】そして、上記セラミックス粒子をスラリー
中で予め均一に凝集させた後、スプレードライ法によっ
てスラリーの乾燥を行い、バインダーを添加して成形
し、次いで焼結を行うことによりセラミックス複合焼結
体を製造する。上記のように、セラミックス粒子をスラ
リー中で予め均一に凝集させると、粒子の移動が著しく
抑制されるため、スプレードライ時に各セラミックス粒
子の分離が起こらなくなる。その結果、製造されたセラ
ミックス複合焼結体の焼結体組織は均一となる。
After the ceramic particles are uniformly agglomerated in advance in the slurry, the slurry is dried by a spray-drying method, a binder is added and molded, and then sintering is performed. To manufacture. As described above, when the ceramic particles are uniformly agglomerated in advance in the slurry, the movement of the particles is remarkably suppressed, so that the separation of the ceramic particles during spray drying does not occur. As a result, the sintered body structure of the manufactured ceramic composite sintered body becomes uniform.

【0015】尚、ここで言う均一な焼結体組織とは、図
5に示すように、200倍以上の電子顕微鏡写真から任
意に300μm×300μmの視野をピックアップし
(図5の)、この中で分散状態の一番悪い部分を、2
0μm×20μmの正方形視野(3000倍程度)でピ
ックアップし(図5の)、画像解析によりマトリック
スとなる一方のセラミックス粒子に対する他方のセラミ
ックス粒子の面積割合A(他方のセラミックス粒子の総
面積/視野全体の面積)を求め、以下の式により求めた
分散性指数が0.7以上のものを言う。 分散性指数=A/他方のセラミックス粒子の添加割合 (但し、A<他方のセラミックス粒子の添加割合)
As used herein, the term “uniform sintered body structure” refers to an arbitrary 300 μm × 300 μm field of view (FIG. 5) from an electron microscope photograph of 200 times or more, as shown in FIG. The worst part of the dispersion state is 2
It is picked up in a square visual field (approximately 3000 times) of 0 μm × 20 μm (FIG. 5), and the area ratio A of the other ceramic particle to one ceramic particle serving as a matrix by image analysis (total area of the other ceramic particle / the entire visual field) Area), and the dispersibility index obtained by the following equation is 0.7 or more. Dispersibility index = A / addition ratio of the other ceramic particle (however, A <addition ratio of the other ceramic particle)

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明について、実施例及
び比較例を挙げて具体的に説明する。 (1)実施例1〜3及び比較例1〜2 比重比が1.73、粒径比が0.25である2種類のセ
ラミックス粒子(Si 34及びTiN)を用いた。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described with reference to Examples and
This will be specifically described with reference to Comparative Examples and Comparative Examples. (1) Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 Two types of cells having a specific gravity ratio of 1.73 and a particle size ratio of 0.25.
Lamix particles (Si ThreeNFourAnd TiN).

【0017】セラミックス複合焼結体の製造 原料として、粒子A(Si34粉末、密度3.19g/
cm3、平均粒径0.3μm)、粒子B(TiN粉末、
密度5.53g/cm3、平均粒径1.2μm)及び焼
結助剤(CeO2、MgO、Al23、ZrO2)を用い
た。上記粒子A、粒子B及び焼結助剤をボ−ルミルに移
して原料粉体とした(配合割合は粒子A;62vol
%、粒子B;33vol%、焼結助剤;5vol%〔C
eO2、MgO、Al23、ZrO2を各1.25vol
%ずつ〕)。この原料粉体200gに対して分散媒であ
る水を300ml添加し、これに以下に示す分散剤を、
上記粒子A、粒子B及び焼結助剤の合計100重量部に
対して、固形分で0.55%となるように添加し、その
後50時間混合を行い、更にバインダー(マイクロワッ
クス系エマルション、アクリル系樹脂エマルション)を
上記粒子A、粒子B及び焼結助剤の合計100重量部に
対して8重量部添加して1時間ボールミル混合すること
によりスラリーを調製した。尚、添加した分散剤は、以
下の通りである。 〔1〕分散剤A:ポリカルボン酸アンモニウム(サンノ
プコ社製、商品名「SNディスパーサント5468」) 〔2〕分散剤B:四級アンモニウム塩(サンノプコ社
製、商品名「SNディスパーサント7347−C」)
Production of Ceramic Composite Sintered Material As a raw material, particles A (Si 3 N 4 powder, density 3.19 g /
cm 3 , average particle size 0.3 μm), particle B (TiN powder,
A density of 5.53 g / cm 3 , an average particle size of 1.2 μm) and a sintering aid (CeO 2 , MgO, Al 2 O 3 , ZrO 2 ) were used. The particles A, B and the sintering aid were transferred to a ball mill to obtain a raw material powder (particles A: 62 vol.
%, Particles B: 33 vol%, sintering aid: 5 vol% [C
eO 2 , MgO, Al 2 O 3 , ZrO 2 were each 1.25 vol.
%)]). To 200 g of the raw material powder, 300 ml of water as a dispersion medium was added, and the dispersant shown below was added thereto.
To the total of 100 parts by weight of the particles A, B and the sintering aid, a solid content of 0.55% was added, followed by mixing for 50 hours, and then a binder (microwax emulsion, acrylic (Resin emulsion) was added in an amount of 8 parts by weight based on a total of 100 parts by weight of the particles A, the particles B and the sintering aid, followed by ball milling for 1 hour to prepare a slurry. The added dispersants are as follows. [1] Dispersant A: ammonium polycarboxylate (manufactured by San Nopco, trade name "SN Dispersant 5468") [2] Dispersant B: quaternary ammonium salt (manufactured by San Nopco, trade name "SN Dispersant 7347-C") ")

【0018】上記のようにして得られたスラリーを、p
H調整剤(硝酸、アンモニア水)を用いて表1に示す各
pHに調製した後、乾燥温度100〜140℃、ディス
ク回転数5000rpm、送液量100ml/minの
条件でスプレードライにより乾燥して顆粒を得た。そし
て、これを一軸予備加圧(200kg/cm2以下)、等
方静水圧プレス(CIP):2ton/cm2の条件で
成形を行った。次いで、この成形体を窒素雰囲気下、1
550℃、1気圧の条件で4時間かけて予備焼結を行っ
た後、窒素雰囲気下、1550℃、1000気圧の条件
で2時間かけて高温静水圧プレス(以下、「HIP」と
いう。)を行って、実施例1〜3及び比較例1〜2の各
セラミックス複合焼結体を製造した。
The slurry obtained as described above is
After adjusting to the respective pHs shown in Table 1 using an H adjuster (nitric acid, aqueous ammonia), it was dried by spray drying under the conditions of a drying temperature of 100 to 140 ° C., a disk rotation speed of 5,000 rpm, and a feed rate of 100 ml / min. Granules were obtained. This was molded under the conditions of uniaxial preliminary pressurization (200 kg / cm 2 or less) and isostatic pressing (CIP): 2 ton / cm 2 . Next, the molded body is placed in a nitrogen atmosphere for 1
After pre-sintering at 550 ° C. and 1 atm for 4 hours, a high-temperature isostatic press (hereinafter referred to as “HIP”) is performed under a nitrogen atmosphere at 1550 ° C. and 1000 atm for 2 hours. The ceramic composite sintered bodies of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 were produced.

【0019】スラリーのpH及びスラリー中の各粒子
のゼータ電位の測定 スラリーのpH及びスラリー中の各粒子のゼータ電位の
測定方法を以下に示す。尚、粒子のpHとゼータ電位の
関係は、Si34、TiNで別々に調べた。Si34
末と上記焼結助剤とを配合し(配合割合はSi34
末;95vol%、焼結助剤;5vol%)、更に、表
に示す分散剤をSi34粉末と上記焼結助剤との合計1
00重量部に対して、固形分で0.55%となるように
添加してSi34からなるスラリーを調製し、そして、
スラリー濃度を測定可能な程度(測定視野において粒子
が単一に存在し、付近の粒子の干渉を受けない)までこ
のスラリーを希釈する。その後、pH調整剤(硝酸、ア
ンモニア水)を用いてこのスラリーのpHを調整し、次
いで、このスラリーに150Vの電圧をかけた時の粒子
の泳動速度からSi34粉末のゼータ電位を測定した。
尚、測定装置としては、PEN KEM社製ゼータ電位
測定装置LASER ZEE Model 501(レ
ーザー・回転プリズム方式)を使用した。TiNのゼー
タ電位も、TiNからなるスラリーを調製し、上記と同
様の方法で測定した。
Measurement of pH of Slurry and Zeta Potential of Each Particle in Slurry The method of measuring pH of slurry and zeta potential of each particle in slurry is described below. The relationship between the pH of the particles and the zeta potential was separately examined for Si 3 N 4 and TiN. The Si 3 N 4 powder and the above sintering aid were blended (the blending ratio was Si 3 N 4 powder: 95 vol%, sintering aid: 5 vol%), and the dispersants shown in the table were further mixed with Si 3 N 4 powder. And a total of 1
A slurry composed of Si 3 N 4 was prepared by adding the solid content to 0.55% by weight with respect to 00 parts by weight, and
The slurry is diluted to such an extent that the slurry concentration can be measured (there is a single particle in the measurement field and no interference from nearby particles). Thereafter, the pH of the slurry is adjusted using a pH adjuster (nitric acid, aqueous ammonia), and then the zeta potential of the Si 3 N 4 powder is measured from the migration speed of the particles when a voltage of 150 V is applied to the slurry. did.
As a measuring device, a zeta potential measuring device LASER ZEE Model 501 (laser / rotating prism type) manufactured by PEN KEM was used. The zeta potential of TiN was also measured by preparing a slurry of TiN and using the same method as described above.

【0020】セラミックス複合焼結体の性能評価 上記方法により製造された実施例1〜3及び比較例1〜
2の各セラミックス複合焼結体について、焼結体の組織
観察及び強度測定を行うことにより、セラミックス複合
焼結体の性能評価を行った。この性能評価において、組
織観察はSEMにより行い、強度測定は、JIS160
1に準ずるJIS3点曲げ抗折強度法により測定した。
この性能評価の結果を以下の表1に示す。尚、表1の
「組織観察」の項において、「◎」はSi34成分とT
iN成分が均一に分散している状態を示している。ま
た、「○」はわずかに凝集部が見られるが、ほぼ均一に
分散しているという状態を示している。更に、「×」は
Si34が中心に凝集し、その周りにTiNが凝集した
組織が焼結体全体に現れている状態を示している。ま
た、実施例1、比較例1及び比較例2における各スラリ
ー中の各セラミックス粒子の凝集体断面の〔A〕SEM
像及び〔B〕二次電子像を図1〜図3に示す。尚、図1
〜図3の〔B〕二次電子像において、白く光っているの
がTiN成分であり、他はSi34及び焼結助剤であ
る。
Evaluation of Performance of Ceramic Composite Sintered Examples 1-3 and Comparative Examples 1 produced by the above method
With respect to each of the ceramic composite sintered bodies of No. 2, the performance of the ceramic composite sintered body was evaluated by observing the structure of the sintered body and measuring the strength. In this performance evaluation, the structure was observed by SEM, and the strength was measured according to JIS160.
It was measured by the JIS three-point bending strength method according to 1.
The results of this performance evaluation are shown in Table 1 below. Incidentally, in the section of “structure observation” in Table 1, “◎” indicates that Si 3 N 4 component and T
This shows a state where the iN component is uniformly dispersed. Further, “○” indicates a state in which a small amount of agglomerated portions are observed, but the particles are substantially uniformly dispersed. Further, “x” indicates a state in which Si 3 N 4 is aggregated at the center and a structure in which TiN is aggregated appears around the entire sintered body. [A] SEM of the cross section of the aggregate of each ceramic particle in each slurry in Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2
The image and [B] secondary electron image are shown in FIGS. FIG.
3 [B] In the secondary electron image, the glowing white is the TiN component, and the others are Si 3 N 4 and the sintering aid.

【0021】[0021]

【表1】 [Table 1]

【0022】(2)実施例4〜5及び比較例3 比重比は上記実施例1〜3及び比較例1〜2と同じ
(1.73)だが、粒子比が小さい(0.15)2種類
のセラミックス粒子(Si34及びTiN)を用いたセ
ラミックス複合焼結体を製造し、その性能評価を行っ
た。
(2) Examples 4 to 5 and Comparative Example 3 The specific gravity ratio is the same as in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 (1.73), but the particle ratio is small (0.15). A ceramic composite sintered body using the ceramic particles (Si 3 N 4 and TiN) was manufactured and its performance was evaluated.

【0023】セラミックス複合焼結体の製造 原料として、粒子A(Si34粉末、密度3.19g/
cm3、平均粒径0.3μm)、粒子B(TiN粉末、
密度5.53g/cm3、平均粒径2.0μm)及び焼
結助剤(CeO2、MgO、Al23、ZrO2)を用い
た。上記粒子A、粒子B及び焼結助剤をボ−ルミルに移
して原料粉体とした(配合割合は粒子A;62vol
%、粒子B;33vol%、焼結助剤;5vol%〔C
eO2、MgO、Al23、ZrO2を各1.25vol
%ずつ〕)。この原料粉体200gに対して、分散媒で
ある水を200ml添加し、これに上記分散剤Aを上記
粒子A、粒子B及び焼結助剤の合計100重量部に対し
て、固形分で1.0%となるように添加し、その後50
時間混合を行い、更にバインダー(マイクロワックス系
エマルション、アクリル系樹脂エマルション)を上記粒
子A、粒子B及び焼結助剤の合計100重量部に対して
8重量部添加して1時間ボールミル混合することにより
スラリーを調製した。
Production of Ceramic Composite Sintered Material As a raw material, particles A (Si 3 N 4 powder, density 3.19 g /
cm 3 , average particle size 0.3 μm), particle B (TiN powder,
A density of 5.53 g / cm 3 , an average particle size of 2.0 μm) and a sintering aid (CeO 2 , MgO, Al 2 O 3 , ZrO 2 ) were used. The particles A, B and the sintering aid were transferred to a ball mill to obtain a raw material powder (particles A: 62 vol.
%, Particles B: 33 vol%, sintering aid: 5 vol% [C
eO 2 , MgO, Al 2 O 3 , ZrO 2 were each 1.25 vol.
%)]). To 200 g of the raw material powder, 200 ml of water as a dispersion medium was added, and the dispersant A was added thereto in a solid content of 1 part by weight based on 100 parts by weight of the particles A, the particles B and the sintering aid in total. 0.0% and then 50%
Mixing is carried out for a time, and then 8 parts by weight of a binder (microwax emulsion, acrylic resin emulsion) is added to the total of 100 parts by weight of the particles A, B and the sintering aid, followed by ball milling for 1 hour. To prepare a slurry.

【0024】上記のようにして得られたスラリーを、p
H調整剤(硝酸、アンモニア水)を用いて表2に示す各
pHに調製した後、乾燥温度100〜140℃、ディス
ク回転数5000rpm、送液量100ml/minの
条件でスプレードライにより乾燥して顆粒を得た。そし
て、これを一軸予備加圧(200kg/cm2以下)、C
IP:2ton/cm2の条件で成形を行った。次い
で、この成形体を窒素雰囲気下、1550℃、1atm
の条件で4時間かけて予備焼結を行った後、窒素雰囲気
下、1550℃、1000atmの条件で2時間かけて
HIPを行って、実施例4〜5及び比較例3の各セラミ
ックス複合焼結体を製造した。
The slurry obtained as described above is
After adjusting to each pH shown in Table 2 by using an H adjuster (nitric acid, ammonia water), it was dried by spray drying under the conditions of a drying temperature of 100 to 140 ° C., a disk rotation speed of 5,000 rpm, and a liquid sending amount of 100 ml / min. Granules were obtained. Then, this is uniaxially pre-pressurized (200 kg / cm 2 or less), C
Molding was performed under the condition of IP: 2 ton / cm 2 . Next, the molded body was placed in a nitrogen atmosphere at 1550 ° C. and 1 atm.
After pre-sintering for 4 hours under the conditions described above, HIP was performed for 2 hours at 1550 ° C. and 1000 atm under a nitrogen atmosphere, and each ceramic composite sintering of Examples 4 to 5 and Comparative Example 3 was performed. Body manufactured.

【0025】スラリーのpH及びスラリー中の各粒子
のゼータ電位の測定 スラリーのpH及びスラリー中の各粒子のゼータ電位の
測定は、上記実施例1〜3及び比較例1〜2の場合と同
様の方法で行った。尚、分散剤は、Si34粉末又はT
iNと上記焼結助剤との合計100重量部に対して、固
形分で1.0%となるように添加している。
Measurement of pH of Slurry and Zeta Potential of Each Particle in Slurry Measurement of pH of slurry and zeta potential of each particle in slurry was performed in the same manner as in Examples 1-3 and Comparative Examples 1-2. Made by the way. Incidentally, the dispersing agent is Si 3 N 4 powder or T
It is added so that the solid content is 1.0% with respect to a total of 100 parts by weight of iN and the sintering aid.

【0026】セラミックス複合焼結体の性能評価 上記方法により製造された実施例4〜5及び比較例3の
各セラミックス複合焼結体について、上記実施例1〜3
及び比較例1〜2の場合と同じ方法で各焼結体の組織観
察及び強度測定を行い、セラミックス複合焼結体の性能
評価を行った。この性能評価の結果を以下の表2に示
す。尚、表2の「組織観察」の項において、「◎」、
「○」及び「×」は表1と同じ意味である。
Evaluation of Performance of Ceramic Composite Sintered Products The ceramic composite sintered products of Examples 4 to 5 and Comparative Example 3 produced by the above method were used in Examples 1 to 3 above.
The structure observation and strength measurement of each sintered body were performed in the same manner as in Comparative Examples 1 and 2, and the performance of the ceramic composite sintered body was evaluated. The results of the performance evaluation are shown in Table 2 below. In the section of “Tissue observation” in Table 2, “2”,
“O” and “X” have the same meaning as in Table 1.

【0027】[0027]

【表2】 [Table 2]

【0028】(3)実施例6〜7及び比較例4〜5 比重はほぼ同程度であるが(比重比:1.01)、粒径
比が著しく小さい(0.028)2種類のセラミックス
粒子(Si34及びSiC)を用いたセラミックス複合
焼結体を製造し、その性能評価を行った。
(3) Examples 6 and 7 and Comparative Examples 4 and 5 Two types of ceramic particles having substantially the same specific gravity (specific gravity ratio: 1.01), but having a remarkably small particle size ratio (0.028). A ceramic composite sintered body using (Si 3 N 4 and SiC) was manufactured and its performance was evaluated.

【0029】セラミックス複合焼結体の製造 原料として、粒子A(Si34粉末、密度3.19g/
cm3、平均粒径1.07μm)、粒子B(SiC粉
末、密度3.21g/cm3 平均粒径0.03μm)
及び焼結助剤(Yb23、V25、WO3、Cr23
を用いた。上記粒子A、粒子B及び焼結助剤をボ−ルミ
ルに移して原料粉体とした(配合割合は粒子A;65v
ol%、粒子B;30vol%、焼結助剤;5vol%
〔Yb23=2vol%、V25=1vol%、WO3
=1vol%、Cr23=1vol%〕)。この原料粉
体200gに対して分散媒である水を300ml添加
し、これに上記分散剤Aを上記粒子A、粒子B及び焼結
助剤の合計100重量部に対して、固形分で1.0%と
なるように添加し、その後50時間混合を行い、更にバ
インダー(マイクロワックス系エマルション、アクリル
系樹脂エマルション)を上記粒子A、粒子B及び焼結助
剤の合計100重量部に対して8重量部添加して1時間
ボールミル混合することによりスラリーを調製した。
Production of Ceramic Composite Sintered Material As a raw material, particles A (Si 3 N 4 powder, density 3.19 g /
cm 3 , average particle size 1.07 μm), particle B (SiC powder, density 3.21 g / cm 3 average particle size 0.03 μm)
And sintering aid (Yb 2 O 3, V 2 O 5, WO 3, Cr 2 O 3)
Was used. The particles A, B and the sintering aid were transferred to a ball mill to obtain a raw material powder (particles A: 65 v
ol%, particle B; 30 vol%, sintering aid; 5 vol%
[Yb 2 O 3 = 2 vol%, V 2 O 5 = 1 vol%, WO 3
= 1 vol%, Cr 2 O 3 = 1 vol%]). To 200 g of the raw material powder, 300 ml of water as a dispersion medium was added, and the dispersing agent A was added thereto in a solid content of 1 part by weight based on 100 parts by weight of the total of the particles A, the particles B and the sintering aid. 0%, followed by mixing for 50 hours. Further, a binder (microwax emulsion, acrylic resin emulsion) was added in an amount of 8 parts per 100 parts by weight of the total of the particles A, B and the sintering aid. A slurry was prepared by adding parts by weight and mixing with a ball mill for 1 hour.

【0030】上記のようにして得られたスラリーを、p
H調整剤(硝酸、アンモニア水)を用いて表3に示す各
pHに調製した後、乾燥温度100〜140℃、ディス
ク回転数5000rpm、送液量100ml/minの
条件でスプレードライにより乾燥して顆粒を得た。そし
て、これを一軸予備加圧(200kg/cm2以下)、C
IP:2ton/cm2の条件で成形を行った。次い
で、この成形体を窒素雰囲気下、1900℃、1atm
の条件で4時間かけて予備焼結を行った後、窒素雰囲気
下、1800℃、1000atmの条件で2時間かけて
HIPを行って、実施例6〜7及び比較例4〜5の各セ
ラミックス複合焼結体を製造した。
The slurry obtained as described above is converted into p
After adjusting to each pH shown in Table 3 using an H adjuster (nitric acid, ammonia water), the mixture was dried by spray drying under the conditions of a drying temperature of 100 to 140 ° C., a disk rotation speed of 5,000 rpm, and a liquid sending amount of 100 ml / min. Granules were obtained. Then, this is uniaxially pre-pressurized (200 kg / cm 2 or less), C
Molding was performed under the condition of IP: 2 ton / cm 2 . Next, the molded body was placed in a nitrogen atmosphere at 1900 ° C. and 1 atm.
After pre-sintering for 4 hours under the conditions described above, HIP was performed for 2 hours at 1800 ° C. and 1000 atm under a nitrogen atmosphere to obtain each ceramic composite of Examples 6 to 7 and Comparative Examples 4 to 5. A sintered body was manufactured.

【0031】スラリーのpH及びスラリー中の各粒子
のゼータ電位の測定 スラリーのpH及びスラリー中の各粒子のゼータ電位の
測定は、上記実施例1〜3及び比較例1〜2の場合と同
様の方法で行った。尚、分散剤は、Si34粉末又はS
iCと上記焼結助剤との合計100重量部に対して、固
形分で1.0%となるように添加している。
Measurement of pH of Slurry and Zeta Potential of Each Particle in Slurry Measurement of pH of slurry and zeta potential of each particle in slurry was performed in the same manner as in Examples 1-3 and Comparative Examples 1-2. Made by the way. Incidentally, the dispersing agent is Si 3 N 4 powder or S
It is added so that the solid content is 1.0% with respect to a total of 100 parts by weight of iC and the sintering aid.

【0032】セラミックス複合焼結体の性能評価 上記方法により製造された実施例6〜7及び比較例4〜
5の各セラミックス複合焼結体について、上記実施例1
〜3及び比較例1〜2の場合と同じ方法で各焼結体の組
織観察及び強度測定を行い、セラミックス複合焼結体の
性能評価を行った。この性能評価の結果を以下の表3に
示す。尚、表2の「組織観察」の項において、「◎」、
「○」及び「×」は表1と同じ意味である。
Evaluation of Performance of Ceramic Composite Sintered Examples 6 to 7 and Comparative Examples 4 to 7 manufactured by the above method
Example 5 for each ceramic composite sintered body of Example 5
-3 and Comparative Examples 1-2, the structure observation and strength measurement of each sintered body were performed, and the performance of the ceramic composite sintered body was evaluated. The results of this performance evaluation are shown in Table 3 below. In the section of “Tissue observation” in Table 2, “2”,
“O” and “X” have the same meaning as in Table 1.

【0033】[0033]

【表3】 [Table 3]

【0034】(4)実施例の効果 実施例1〜3及び比較例1〜2について 原料に用いたセラミックス粒子の比重比が1.73と大
きい2種類のセラミックス粒子を用いた実施例1〜3及
び比較例1〜2とを対比すると、表1より、実施例1〜
3では、いずれもSi34粉末及びTiN粉末のゼータ
電位の絶対値が50mV以下となっている。その結果、
2種類のセラミックス粒子の比重比が大きくても、Si
34及びTiNは均一に組織中に分散し、また、焼結体
の強度が1000〜1200MPaという大きい値を示
している。特に、Si34粉末及びTiN粉末のゼータ
電位の絶対値がいずれもで25mV以下となっている実
施例1では、焼結体組織において、Si34及びTiN
は均一に分散し、また、焼結体の強度が1200MPa
という大きい値を示し、他の実施例と比較して、共に実
施例中で最も優れていることが分かる。
(4) Effects of the Examples Regarding Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, Examples 1 to 3 in which two types of ceramic particles having a large specific gravity ratio of ceramic particles of 1.73 were used. In comparison with Comparative Examples 1 and 2, from Table 1, Examples 1 and 2 are shown.
In No. 3 , the absolute value of the zeta potential of the Si 3 N 4 powder and the TiN powder was 50 mV or less. as a result,
Even if the specific gravity ratio of the two types of ceramic particles is large,
3 N 4 and TiN are uniformly dispersed in the tissue, also, the strength of the sintered body indicates a large value of 1000~1200MPa. In particular, in Example 1 in which the absolute value of the zeta potential of each of the Si 3 N 4 powder and the TiN powder was 25 mV or less, in the sintered body structure, Si 3 N 4 and TiN
Are uniformly dispersed, and the strength of the sintered body is 1200 MPa.
It is understood that both are the most excellent in the examples as compared with the other examples.

【0035】これに対し、比較例1では、TiN粉末の
ゼータ電位の絶対値が85mVという大きな値を示し、
比較例2では、Si34粉末のゼータ電位の絶対値が6
5mVという大きな値を示している。その結果、焼結体
組織において、Si34が中心に凝集し、その周りをT
iNが凝集している不均一な組織が全体に現れており、
焼結体の強度も750MPa(比較例1)及び800M
Pa(比較例2)に低下していることが分かる。
On the other hand, in Comparative Example 1, the absolute value of the zeta potential of the TiN powder was as large as 85 mV,
In Comparative Example 2, the absolute value of the zeta potential of the Si 3 N 4 powder was 6
It shows a large value of 5 mV. As a result, in the sintered body structure, Si 3 N 4 aggregates at the center, and T 3
A heterogeneous tissue in which iN is aggregated appears throughout,
The strength of the sintered body was 750 MPa (Comparative Example 1) and 800 M
It can be seen that it has decreased to Pa (Comparative Example 2).

【0036】実施例4〜5及び比較例3について 原料に用いたセラミックス粒子の比重比が実施例1〜3
及び比較例1〜2と同じ1.73であるが、粒径比が
0.15と実施例1〜3及び比較例1〜2よりも小さい
2種類のセラミックス粒子を用いた実施例4〜5及び比
較例3を対比すると、表2より、実施例4及び5では、
いずれもSi34粉末及びTiN粉末のゼータ電位の絶
対値が50mV以下となっている。その結果、2種類の
セラミックス粒子の粒径比が小さくても、Si34及び
TiNは均一に組織中に分散し、また、焼結体の強度が
1100MPa(実施例4)及び1000MPa(実施
例5)という大きい値を示している。特に、Si34
末及びTiN粉末のゼータ電位の絶対値がいずれも25
mV以下となっている実施例4では、焼結体組織中での
均一分散性及び焼結体の強度のいずれも実施例5よりも
優れていることが分かる。
Examples 4 to 5 and Comparative Example 3 The specific gravity ratio of the ceramic particles used in the raw materials was as in Examples 1 to 3.
And Examples 4 to 5 using two kinds of ceramic particles having the same particle diameter ratio of 1.73 as those of Comparative Examples 1 and 2, but smaller than those of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 having a particle size ratio of 0.15. In comparison with Comparative Example 3, from Table 2, in Examples 4 and 5,
In each case, the absolute value of the zeta potential of the Si 3 N 4 powder and the TiN powder is 50 mV or less. As a result, even if the particle size ratio of the two types of ceramic particles is small, Si 3 N 4 and TiN are uniformly dispersed in the structure, and the strength of the sintered body is 1100 MPa (Example 4) and 1000 MPa (Example Example 5) shows a large value. In particular, the absolute value of the zeta potential of each of the Si 3 N 4 powder and the TiN powder is 25
It can be seen that in Example 4 in which the voltage was not more than mV, both the uniform dispersibility in the structure of the sintered body and the strength of the sintered body were superior to those in Example 5.

【0037】これに対し、比較例3では、Si34粉末
のゼータ電位の絶対値が70mVという大きな値を示し
ている。その結果、焼結体組織において、Si34が中
心に凝集し、その周りをTiNが凝集している不均一な
組織が全体に現れており、焼結体の強度も800MPa
に低下していることが分かる。
On the other hand, in Comparative Example 3, the absolute value of the zeta potential of the Si 3 N 4 powder was as large as 70 mV. As a result, in the structure of the sintered body, a non-uniform structure in which Si 3 N 4 is agglomerated at the center and TiN is agglomerated therearound appears on the whole, and the strength of the sintered body is 800 MPa.
It can be seen that it has decreased.

【0038】実施例6〜7及び比較例4〜5について 原料に用いたセラミックス粒子の粒径比が0.028と
著しく小さい2種類のセラミックス粒子を用いた実施例
6〜7及び比較例4〜5を対比すると、表3より、実施
例6及び実施例7では、いずれもSi34粉末及びSi
C粉末のゼータ電位の絶対値が50mV以下となってい
る。その結果、粒径比が著しく小さいにもかかわらず、
焼結体組織において、Si34粉末及びSiC粉末は均
一に分散し、また、焼結体の強度が1000(実施例
6)MPa及び900(実施例7)MPaという大きい
値を示している。特に、Si34粉末及びSiC粉末の
ゼータ電位の絶対値がいずれも25mVである実施例6
は、組織の均一分散性及び焼結体の強度がいずれも実施
例7より優れていることが分かる。
Examples 6 to 7 and Comparative Examples 4 to 5 Examples 6 to 7 and Comparative Examples 4 to 5 in which two types of ceramic particles having a remarkably small particle size ratio of 0.028 of the ceramic particles used as the raw material were used. In comparison with Table 5, from Table 3, in Examples 6 and 7, both of Si 3 N 4 powder and Si
The absolute value of the zeta potential of the C powder is 50 mV or less. As a result, despite the extremely small particle size ratio,
In the structure of the sintered body, the Si 3 N 4 powder and the SiC powder are dispersed uniformly, and the strength of the sintered body shows large values of 1000 (Example 6) MPa and 900 (Example 7) MPa. . In particular, Example 6 in which the absolute value of the zeta potential of both the Si 3 N 4 powder and the SiC powder is 25 mV
It can be seen from the results that both the uniform dispersibility of the structure and the strength of the sintered body are superior to those of Example 7.

【0039】これに対し、比較例4ではSi34粉末の
ゼータ電位の絶対値が55mVとなり、また、比較例5
では、Si34粉末のゼータ電位の絶対値が70mV、
SiCのゼータ電位の絶対値が55mVとなっている。
その結果、焼結体組織において、Si34が中心に凝集
し、その周りをTiNが凝集している不均一な組織が全
体に現れており、焼結体の強度も700MPa(比較例
4)及び650MPa(比較例5)に低下していること
が分かる。
On the other hand, in Comparative Example 4, the absolute value of the zeta potential of the Si 3 N 4 powder was 55 mV.
Then, the absolute value of the zeta potential of the Si 3 N 4 powder is 70 mV,
The absolute value of the zeta potential of SiC is 55 mV.
As a result, in the structure of the sintered body, a non-uniform structure in which Si 3 N 4 is agglomerated at the center and TiN is agglomerated therearound appears on the whole, and the strength of the sintered body is 700 MPa (Comparative Example 4). ) And 650 MPa (Comparative Example 5).

【0040】尚、本発明においては、前記具体的実施例
に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の範
囲内で種々変更した実施例とすることができる。例え
ば、セラミックス複合焼結体の原料としては、Si34
粉末とTiN粉末に限定されるものではなく、比重差、
粒径差のあるセラミックス粒子を複合し、スプレードラ
イする際に有効である。
It should be noted that the present invention is not limited to the specific embodiments described above, but can be variously modified within the scope of the present invention according to the purpose and application. For example, as a raw material of a ceramic composite sintered body, Si 3 N 4
Not limited to powder and TiN powder, specific gravity difference,
It is effective when compounding ceramic particles having different particle diameters and spray drying.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明のセラミックス複合焼結体の製造
方法によれば、従来技術とは逆に、スプレードライによ
る乾燥工程の直前に、各セラミックス粒子のゼータ電位
の絶対値を小さくして、各セラミックス粒子をスラリー
中で予め均一に凝集させることにより、比重及び/又は
粒径の異なる2種類以上のセラミックス粒子の均一な複
合化が可能となる。その結果、焼結体組織中に不均一な
凝集部がなくなり、セラミックス複合焼結体の強度を向
上させることができる。
According to the method for producing a ceramic composite sintered body of the present invention, contrary to the prior art, the absolute value of the zeta potential of each ceramic particle is reduced immediately before the drying step by spray drying. By uniformly aggregating the respective ceramic particles in advance in the slurry, it is possible to uniformly combine two or more types of ceramic particles having different specific gravities and / or particle sizes. As a result, non-uniform aggregated portions are eliminated in the structure of the sintered body, and the strength of the ceramic composite sintered body can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1におけるスラリー中の各セラミックス
粒子の凝集体断面の〔A〕SEM像及び〔B〕二次電子
像である。
FIG. 1 is an [A] SEM image and [B] a secondary electron image of a cross section of an aggregate of each ceramic particle in a slurry in Example 1.

【図2】比較例1におけるスラリー中の各セラミックス
粒子の凝集体断面の〔A〕SEM像及び〔B〕二次電子
像である。
FIG. 2 is an [A] SEM image and [B] a secondary electron image of an aggregate cross section of each ceramic particle in a slurry in Comparative Example 1.

【図3】比較例2におけるスラリー中の各セラミックス
粒子の凝集体断面の〔A〕SEM像及び〔B〕二次電子
像である。
FIG. 3 is an [A] SEM image and [B] a secondary electron image of a cross section of an aggregate of each ceramic particle in a slurry in Comparative Example 2.

【図4】各セラミックス粒子のゼータ電位の高低による
スラリー中における状態と、そのスラリーからスプレー
ドライによって得られる凝集体の概念図である。
FIG. 4 is a conceptual diagram of a state of each ceramic particle in a slurry depending on a level of a zeta potential and an aggregate obtained by spray drying from the slurry.

【図5】添加した他方のセラミックス粒子の分散性指数
の求め方を示す概略図である。
FIG. 5 is a schematic view showing a method of obtaining a dispersibility index of the other added ceramic particles.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浦島 和浩 名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日本特殊 陶業株式会社内 (72)発明者 飯尾 聡 名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日本特殊 陶業株式会社内 Fターム(参考) 4G001 BA03 BA06 BA08 BA11 BA12 BA14 BA22 BA24 BA32 BA37 BA38 BA48 BB03 BB06 BB08 BB11 BB12 BB14 BB22 BB24 BB32 BB37 BB38 BC01 BC11 BC13 BC21 BC43 BD14 BD18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Kazuhiro Urashima 14-18 Takatsuji-cho, Mizuho-ku, Nagoya-shi Inside Japan Special Ceramics Co., Ltd. Incorporated F term (reference) 4G001 BA03 BA06 BA08 BA11 BA12 BA14 BA22 BA24 BA32 BA37 BA38 BA48 BB03 BB06 BB08 BB11 BB12 BB14 BB22 BB24 BB32 BB37 BB38 BC01 BC11 BC13 BC21 BC43 BD14 BD18

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 比重及び/又は粒径の異なる2種類以上
のセラミックス粒子を含むスラリーを乾燥させ、その
後、乾燥させた上記セラミックス粒子を用いて成形し、
焼結するセラミックス複合焼結体の製造方法において、
上記セラミックス粒子をスラリー中で予め均一に凝集さ
せ、その後、スプレードライにより乾燥させることを特
徴とするセラミックス複合焼結体の製造方法。
1. A slurry containing two or more types of ceramic particles having different specific gravities and / or particle sizes is dried, and then molded using the dried ceramic particles.
In a method of manufacturing a ceramic composite sintered body to be sintered,
A method for manufacturing a ceramic composite sintered body, comprising: aggregating the ceramic particles uniformly in advance in a slurry; and then drying the particles by spray drying.
【請求項2】 スラリー中における上記2種類以上のセ
ラミックス粒子の各ゼータ電位の絶対値を50mV以下
に調整する請求項1記載のセラミックス複合焼結体の製
造方法。
2. The method for producing a ceramic composite sintered body according to claim 1, wherein the absolute value of each zeta potential of the two or more types of ceramic particles in the slurry is adjusted to 50 mV or less.
【請求項3】 上記2種類以上のセラミックス粒子とし
て、Si34、SiC、Al23、ZrO2、TiN及
びIVa、Va、VIa族遷移金属の炭化物、窒化物又
はケイ化物からなる群より選ばれる2種以上である請求
項1又は2に記載のセラミックス複合焼結体の製造方
法。
3. The group comprising at least two types of ceramic particles comprising Si 3 N 4 , SiC, Al 2 O 3 , ZrO 2 , TiN, and carbides, nitrides or silicides of IVa, Va, VIa group transition metals. The method for producing a ceramic composite sintered body according to claim 1 or 2, wherein the ceramic composite sintered body is at least two kinds selected from the group consisting of:
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009234853A (en) * 2008-03-27 2009-10-15 Panasonic Corp Manufacturing process of ceramic material powder and manufacturing process of ceramic electronic component
JP2013053020A (en) * 2011-09-01 2013-03-21 Ritsumeikan Composite ceramics and method for producing the same
KR101355542B1 (en) * 2012-01-09 2014-02-05 한국과학기술원 Ceramic composite and preparing method of the same

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