JP2002104869A - 快削性セラミックスとその製造方法 - Google Patents
快削性セラミックスとその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】経時変化が少なく、低コストの快削性セラミッ
クスとその製造方法を提供する。 【解決手段】マグネシウムを酸化物換算で５〜３０モル
％、周期律表第４ａ族元素を酸化物換算で２５〜５０モ
ル％、ニオブを酸化物換算で３０〜５０モル％の割合か
らなる複合酸化物の結晶相を主体とすることを特徴とす
る。
クスとその製造方法を提供する。 【解決手段】マグネシウムを酸化物換算で５〜３０モル
％、周期律表第４ａ族元素を酸化物換算で２５〜５０モ
ル％、ニオブを酸化物換算で３０〜５０モル％の割合か
らなる複合酸化物の結晶相を主体とすることを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、快削性セラミック
スおよびその製造方法に関し、特に、電気機器のスペー
サー等に好適に用いることができる。
スおよびその製造方法に関し、特に、電気機器のスペー
サー等に好適に用いることができる。
【０００２】
【従来技術】従来、電気機器の部品などに使用されるセ
ラミック材料として機械加工可能な結晶化ガラス質のセ
ラミックスやセルジアン等のセラミックスが用いられて
いる。このようなガラス質セラミックスには、マイカセ
ラミックスがよく知られている。
ラミック材料として機械加工可能な結晶化ガラス質のセ
ラミックスやセルジアン等のセラミックスが用いられて
いる。このようなガラス質セラミックスには、マイカセ
ラミックスがよく知られている。
【０００３】このマイカセラミックスは快削性セラミッ
クスとして知られているが、溶融、再結晶という複雑な
製造工程を経ることで収率が低下し、コストが増大する
ため、マイカ分散ガラス質セラミックスのマトリックス
に２０〜６０重量％の珪酸ジルコニウムを分散させてガ
ラス質セラミックスを容易に得ることが、特開平４−２
７０１６９号公報に開示されている。
クスとして知られているが、溶融、再結晶という複雑な
製造工程を経ることで収率が低下し、コストが増大する
ため、マイカ分散ガラス質セラミックスのマトリックス
に２０〜６０重量％の珪酸ジルコニウムを分散させてガ
ラス質セラミックスを容易に得ることが、特開平４−２
７０１６９号公報に開示されている。
【０００４】一方、セルジアンセラミックスは焼結助剤
に酸化カルシウムを用いることで六方型結晶構造が得ら
れる焼結温度の幅を広くして製造を容易にすることが、
例えば特開平２−１４５４７３号公報に示されている。
に酸化カルシウムを用いることで六方型結晶構造が得ら
れる焼結温度の幅を広くして製造を容易にすることが、
例えば特開平２−１４５４７３号公報に示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
２−１４５４７３号公報に記載のセルジアンセラミック
スは、液相成分の増加が一部の結晶構造の変態を助長す
るため、量産性が低く、また焼成工程での良品の収率が
十分でなはないためコストが高くなるという問題があっ
た。
２−１４５４７３号公報に記載のセルジアンセラミック
スは、液相成分の増加が一部の結晶構造の変態を助長す
るため、量産性が低く、また焼成工程での良品の収率が
十分でなはないためコストが高くなるという問題があっ
た。
【０００６】また、特開平４−２７０１６９号公報に記
載のマイカセラミックスは快削性セラミックスは、快削
性に優れるものの熱膨張係数の差が大きな材料が複合化
されてなるため、経時的な特性劣化が発生しやすく、特
に温度変化の激しい環境で使用された場合に顕著に発生
し、クラックが発生したり、セラミックスが破壊すると
いう問題があった。
載のマイカセラミックスは快削性セラミックスは、快削
性に優れるものの熱膨張係数の差が大きな材料が複合化
されてなるため、経時的な特性劣化が発生しやすく、特
に温度変化の激しい環境で使用された場合に顕著に発生
し、クラックが発生したり、セラミックスが破壊すると
いう問題があった。
【０００７】本発明は、経時変化が少なく、低コストの
快削性セラミックスとその製造方法を提供することを目
的とする。
快削性セラミックスとその製造方法を提供することを目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の快削性セラミッ
クスは、マグネシウム、周期律表第４ａ族元素及びニオ
ブからなる複合酸化物の組成を制御することによって、
結晶構造中に更に大きな空間を構成させ、その結果、優
れた快削性を発現させることができるという知見に基づ
くもので、緻密で安定な快削性セラミックスを容易に製
造するためのものである。
クスは、マグネシウム、周期律表第４ａ族元素及びニオ
ブからなる複合酸化物の組成を制御することによって、
結晶構造中に更に大きな空間を構成させ、その結果、優
れた快削性を発現させることができるという知見に基づ
くもので、緻密で安定な快削性セラミックスを容易に製
造するためのものである。
【０００９】即ち、マグネシウムを酸化物換算で５〜３
０モル％、周期律表第４ａ族元素を酸化物換算で２５〜
５０モル％、ニオブを酸化物換算で３０〜５０モル％の
割合からなる複合酸化物の結晶相を主体とすることを特
徴とするもので、これにより、結晶構造中に大きな空間
を構成され、研削抵抗の少ない材料を得ることができ
る。
０モル％、周期律表第４ａ族元素を酸化物換算で２５〜
５０モル％、ニオブを酸化物換算で３０〜５０モル％の
割合からなる複合酸化物の結晶相を主体とすることを特
徴とするもので、これにより、結晶構造中に大きな空間
を構成され、研削抵抗の少ない材料を得ることができ
る。
【００１０】特に、周期律表第４ａ族元素がＴｉ及び／
又はＺｒであることが好ましく、これにより、結晶の微
細化が可能となり、加工時のチッピングをさらに抑える
ことができる。
又はＺｒであることが好ましく、これにより、結晶の微
細化が可能となり、加工時のチッピングをさらに抑える
ことができる。
【００１１】また、気孔率が０．３％以下であることが
好ましく、これにより、加工表面を平滑に仕上げること
ができる。
好ましく、これにより、加工表面を平滑に仕上げること
ができる。
【００１２】さらに、平均結晶粒径が１〜２０μｍであ
ることが好ましく、これにより、組織の経時変化による
変質、特に強度低下を抑えることができる。
ることが好ましく、これにより、組織の経時変化による
変質、特に強度低下を抑えることができる。
【００１３】また、前記複合酸化物の結晶相がＭｇＴｉ
Ｎｂ2Ｏ8、Ｍｇ1/6Ｔｉ1/2Ｎｂ1/3Ｏ2、ＭｇＺｒＮｂ2
Ｏ8の群から選ばれる少なくとも１種であることが好ま
しく、これにより、より安定した快削性を確保すること
ができる。
Ｎｂ2Ｏ8、Ｍｇ1/6Ｔｉ1/2Ｎｂ1/3Ｏ2、ＭｇＺｒＮｂ2
Ｏ8の群から選ばれる少なくとも１種であることが好ま
しく、これにより、より安定した快削性を確保すること
ができる。
【００１４】さらに、体積固有抵抗が１×１０6〜７×
１０9Ωｃｍであることが好ましく、これにより、電荷
の蓄積が起こらないため、静電気の発生を防止すること
が可能となり、例えば電気機器用の部材として静電気に
よる埃等が付着しにくくすることができる。
１０9Ωｃｍであることが好ましく、これにより、電荷
の蓄積が起こらないため、静電気の発生を防止すること
が可能となり、例えば電気機器用の部材として静電気に
よる埃等が付着しにくくすることができる。
【００１５】また、本発明の快削性セラミックスの製造
方法は、酸化マグネシウムを５〜３０モル％、周期律表
第４ａ族元素の酸化物を２５〜５０モル％及び酸化ニオ
ブを３０〜５０モル％の割合で混合して得られた成形体
を、１３００〜１４００℃で焼成することを特徴とする
もので、これにより、緻密で安定した快削性を有するセ
ラミックスが容易に製造できる。
方法は、酸化マグネシウムを５〜３０モル％、周期律表
第４ａ族元素の酸化物を２５〜５０モル％及び酸化ニオ
ブを３０〜５０モル％の割合で混合して得られた成形体
を、１３００〜１４００℃で焼成することを特徴とする
もので、これにより、緻密で安定した快削性を有するセ
ラミックスが容易に製造できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の快削性セラミックスは、
酸化マグネシウムと周期律表第４ａ族元素の酸化物と酸
化ニオブとを複合化してなるセラミックスであり、マグ
ネシウムを酸化物換算で５〜３０モル％、周期律表第４
ａ族元素を酸化物換算で２５〜５０モル％、ニオブを酸
化物換算で３０〜５０モル％の割合で含有する複合酸化
物の結晶相を形成することが重要である。
酸化マグネシウムと周期律表第４ａ族元素の酸化物と酸
化ニオブとを複合化してなるセラミックスであり、マグ
ネシウムを酸化物換算で５〜３０モル％、周期律表第４
ａ族元素を酸化物換算で２５〜５０モル％、ニオブを酸
化物換算で３０〜５０モル％の割合で含有する複合酸化
物の結晶相を形成することが重要である。
【００１７】即ち、上記の組成の複合酸化物は、結晶構
造中に大きな空間を有する化合物となるため、例えば研
削などの機械加工においては単位体積の除去に対する加
工物の結合量が比較的少ないため、研削抵抗が小さくな
り、優れた快削性を発現することができる。このような
複合酸化物の具体的な結晶相としては、特にＭｇＴｉＮ
ｂ2Ｏ8、Ｍｇ1/6Ｔｉ1/2Ｎｂ1/3Ｏ2、ＭｇＺｒＮｂ2Ｏ8
等を例示でき、これらの結晶相を存在させることにより
安定した特性を維持することができる。なお、複合酸化
物の結晶相は、特にこれらに限定されるわけではない。
造中に大きな空間を有する化合物となるため、例えば研
削などの機械加工においては単位体積の除去に対する加
工物の結合量が比較的少ないため、研削抵抗が小さくな
り、優れた快削性を発現することができる。このような
複合酸化物の具体的な結晶相としては、特にＭｇＴｉＮ
ｂ2Ｏ8、Ｍｇ1/6Ｔｉ1/2Ｎｂ1/3Ｏ2、ＭｇＺｒＮｂ2Ｏ8
等を例示でき、これらの結晶相を存在させることにより
安定した特性を維持することができる。なお、複合酸化
物の結晶相は、特にこれらに限定されるわけではない。
【００１８】酸化マグネシウムと周期律表第４ａ族元素
の酸化物と酸化ニオブとからなる組成であっても、上記
の組成範囲外であれば、焼成温度幅が狭くなって製造が
困難となったり、焼結体の緻密化が困難となるため、上
記の組成範囲にすることが重要である。
の酸化物と酸化ニオブとからなる組成であっても、上記
の組成範囲外であれば、焼成温度幅が狭くなって製造が
困難となったり、焼結体の緻密化が困難となるため、上
記の組成範囲にすることが重要である。
【００１９】周期律表第４ａ族元素とは、Ｔｉ、Ｚｒ及
びＨｆであり、その中でも特にチタンとジルコニウムが
好ましい。これは、チタンを用いると軽量な複合化合物
が得られ、またジルコニウムを用いた複合化合物は、強
度が比較的高いためである。
びＨｆであり、その中でも特にチタンとジルコニウムが
好ましい。これは、チタンを用いると軽量な複合化合物
が得られ、またジルコニウムを用いた複合化合物は、強
度が比較的高いためである。
【００２０】焼結体が多孔質であれば研削時の単位体積
あたりの除去量が低減し、切削抵抗は低下するものの、
機械的及び電気的な材料特性等が低下するため、緻密で
あることが好ましい。特に、気孔率を０．３％以下、特
に０．１％以下にすることにより、表面の平滑性を顕著
に向上し、容易に鏡面状態が得られ、かつチッピングの
発生を顕著に抑制することが可能となる。
あたりの除去量が低減し、切削抵抗は低下するものの、
機械的及び電気的な材料特性等が低下するため、緻密で
あることが好ましい。特に、気孔率を０．３％以下、特
に０．１％以下にすることにより、表面の平滑性を顕著
に向上し、容易に鏡面状態が得られ、かつチッピングの
発生を顕著に抑制することが可能となる。
【００２１】上記組成範囲の焼結体の場合、比重を４．
０〜５．０、特に４．３〜４．７の範囲に調整すること
によって表面粗さ０．１μｍ以下の平滑面を容易に得る
ことが可能で、かつチッピングの発生しにくくできる。
０〜５．０、特に４．３〜４．７の範囲に調整すること
によって表面粗さ０．１μｍ以下の平滑面を容易に得る
ことが可能で、かつチッピングの発生しにくくできる。
【００２２】また、表面加工性は、加工条件とセラミッ
クスの材料特性により変化する。本発明においては、硬
度がビッカースで８ＧＰａと比較的柔らかく、かつ空間
の多い結晶構造を有するため、比較的大きな粒径におい
ても快削性が得られる傾向がある。具体的には、平均結
晶粒径が、１〜２０μｍ、特に５〜１７μｍ、さらには
７〜１３μｍが好ましい。なお、２０μｍ以上でも快削
性は得られるが、焼成温度を高くしたり、焼成時間を長
くする必要があり、現実的ではない。
クスの材料特性により変化する。本発明においては、硬
度がビッカースで８ＧＰａと比較的柔らかく、かつ空間
の多い結晶構造を有するため、比較的大きな粒径におい
ても快削性が得られる傾向がある。具体的には、平均結
晶粒径が、１〜２０μｍ、特に５〜１７μｍ、さらには
７〜１３μｍが好ましい。なお、２０μｍ以上でも快削
性は得られるが、焼成温度を高くしたり、焼成時間を長
くする必要があり、現実的ではない。
【００２３】さらに、体積固有抵抗を１×１０6Ωｃｍ
〜７×１０9Ωｃｍに調整することにより、絶縁性を保
持しながらも、静電気の蓄積を防止することが可能とな
り、電子回路の部材等に好適に用いることが可能であ
る。
〜７×１０9Ωｃｍに調整することにより、絶縁性を保
持しながらも、静電気の蓄積を防止することが可能とな
り、電子回路の部材等に好適に用いることが可能であ
る。
【００２４】また、本発明の快削性セラミックスは、室
温での熱膨張率が０．６〜２．０×１０-6／℃、耐熱衝
撃性が約５００℃であるため、温度変化の激しい環境で
使用しても機械的な劣化は生じにくく、加工性も変化し
にくい。
温での熱膨張率が０．６〜２．０×１０-6／℃、耐熱衝
撃性が約５００℃であるため、温度変化の激しい環境で
使用しても機械的な劣化は生じにくく、加工性も変化し
にくい。
【００２５】以上のように構成された本発明の快削性セ
ラミックスでは、組成及び結晶構造の制御により、被研
削性を向上し、緻密で安定した材料を得ることができ
る。その結果加工コストを低減でき、安価な部材を実現
できる。また、本発明の快削性セラミックスは、１×１
０6〜７×１０9Ωｃｍの体積固有抵抗で、熱膨張率が小
さいため、帯電防止等の目的で、緻密で種々の装置の構
成部品等に用いることも可能である。
ラミックスでは、組成及び結晶構造の制御により、被研
削性を向上し、緻密で安定した材料を得ることができ
る。その結果加工コストを低減でき、安価な部材を実現
できる。また、本発明の快削性セラミックスは、１×１
０6〜７×１０9Ωｃｍの体積固有抵抗で、熱膨張率が小
さいため、帯電防止等の目的で、緻密で種々の装置の構
成部品等に用いることも可能である。
【００２６】従って、本発明の快削性セラミックスは、
電気機器や精密計測機器等の部品、例えば、軸受けやス
ペーサーとして用いることが可能で、また、静電気が発
生しやすい部位の部材や治具等に利用することが可能と
なる。
電気機器や精密計測機器等の部品、例えば、軸受けやス
ペーサーとして用いることが可能で、また、静電気が発
生しやすい部位の部材や治具等に利用することが可能と
なる。
【００２７】次に本発明の快削性セラミックスを作製す
る方法について説明する。
る方法について説明する。
【００２８】まず、出発原料として、純度９９．５％以
上、平均粒径が０．３〜５．０μｍ、好ましくは０．４
〜２．０μｍの酸化マグネシウム粉末と、純度９９％以
上、平均粒径が０．３〜５．０μｍ、好ましくは０．６
〜２．０μｍの酸化チタニウム粉末と、純度９９％以
上、平均粒径が０．４〜５．０μｍ、好ましくは０．５
〜２．０μｍの酸化ジルコニウム粉末と、純度９９％以
上、平均粒径が０．５〜５．０μｍ、好ましくは０．７
〜２．０μｍの酸化ニオブ粉末を準備する。
上、平均粒径が０．３〜５．０μｍ、好ましくは０．４
〜２．０μｍの酸化マグネシウム粉末と、純度９９％以
上、平均粒径が０．３〜５．０μｍ、好ましくは０．６
〜２．０μｍの酸化チタニウム粉末と、純度９９％以
上、平均粒径が０．４〜５．０μｍ、好ましくは０．５
〜２．０μｍの酸化ジルコニウム粉末と、純度９９％以
上、平均粒径が０．５〜５．０μｍ、好ましくは０．７
〜２．０μｍの酸化ニオブ粉末を準備する。
【００２９】酸化マグネシウム粉末を５〜３０モル％、
好ましくは１５〜２５モル％、周期律表第４ａ族元素で
ある酸化チタン粉末及び／又は酸化ジルコニウム粉末を
２５〜５０モル％、好ましくは３０〜４５モル％、及び
酸化ニオブ粉末を３０〜５０重量％、好ましくは３５〜
４５モル％の割合で混合する。この割合で混合すること
により、結晶構造中に大きな空間を持つ結晶相例えばＭ
ｇＴｉＮｂ2Ｏ8、Ｍｇ 1/6Ｔｉ1/2Ｎｂ1/3、ＭｇＺｒＮ
ｂ2Ｏ8等の結晶が得られやすく、研削性の高い焼結体を
実現できるとともに、上記の割合の混合により、緻密化
が容易になり、広い焼成温度範囲にわたって緻密化が促
進される。
好ましくは１５〜２５モル％、周期律表第４ａ族元素で
ある酸化チタン粉末及び／又は酸化ジルコニウム粉末を
２５〜５０モル％、好ましくは３０〜４５モル％、及び
酸化ニオブ粉末を３０〜５０重量％、好ましくは３５〜
４５モル％の割合で混合する。この割合で混合すること
により、結晶構造中に大きな空間を持つ結晶相例えばＭ
ｇＴｉＮｂ2Ｏ8、Ｍｇ 1/6Ｔｉ1/2Ｎｂ1/3、ＭｇＺｒＮ
ｂ2Ｏ8等の結晶が得られやすく、研削性の高い焼結体を
実現できるとともに、上記の割合の混合により、緻密化
が容易になり、広い焼成温度範囲にわたって緻密化が促
進される。
【００３０】混合には、回転ミルや振動ミル等の公知の
混合手段や粉砕手段を用いることができる。これによ
り、混合原料の平均粒径を１μｍ以下にすることが、焼
成温度を低くするために好ましい。
混合手段や粉砕手段を用いることができる。これによ
り、混合原料の平均粒径を１μｍ以下にすることが、焼
成温度を低くするために好ましい。
【００３１】次に、この混合物を所望の成形手段、例え
ば、金型プレス、鋳込成形、冷間静水圧成形、押出し成
形、テープ成形等の公知の手法により所望の形状に成形
する。
ば、金型プレス、鋳込成形、冷間静水圧成形、押出し成
形、テープ成形等の公知の手法により所望の形状に成形
する。
【００３２】得られた成形体は、所望により脱脂を行っ
た後、１３００〜１４００℃、特に１３５０〜１３８０
℃で焼成を行うことが好ましい。焼成温度は、１３００
℃より低いと十分に緻密化せず、また、１４００℃より
高いと溶融が発生する。この焼成温度までの昇温速度は
０．５〜１０℃／分が可能であるが、特に１〜５℃／分
で昇温することが、製造効率と内部空間の多い結晶を得
るために好ましい。
た後、１３００〜１４００℃、特に１３５０〜１３８０
℃で焼成を行うことが好ましい。焼成温度は、１３００
℃より低いと十分に緻密化せず、また、１４００℃より
高いと溶融が発生する。この焼成温度までの昇温速度は
０．５〜１０℃／分が可能であるが、特に１〜５℃／分
で昇温することが、製造効率と内部空間の多い結晶を得
るために好ましい。
【００３３】また、焼成雰囲気は、大気や酸素含有ガス
を用いることができ、このような焼成条件により、緻密
で欠陥や溶融のない焼結体を得ることができる。
を用いることができ、このような焼成条件により、緻密
で欠陥や溶融のない焼結体を得ることができる。
【００３４】焼成方法としては、例えば、ホットプレス
方法、常圧焼成、窒素ガス圧力焼成等の公知の方法を用
いることができ、さらには、所望により焼成後に１００
０気圧以上の高圧下で熱間静水圧焼成することもでき
る。
方法、常圧焼成、窒素ガス圧力焼成等の公知の方法を用
いることができ、さらには、所望により焼成後に１００
０気圧以上の高圧下で熱間静水圧焼成することもでき
る。
【００３５】こうして得られた焼結体はボイドが少ない
く、機械加工において快削性であるため、加工表面は容
易に平滑に仕上がり、チッピングの少ない材料となる。
く、機械加工において快削性であるため、加工表面は容
易に平滑に仕上がり、チッピングの少ない材料となる。
【００３６】
【実施例】純度９９．５％、平均粒径０．８μｍの酸化
マグネシウム粉末、純度９９％、平均粒径１．２μｍの
酸化チタニウム粉末、純度９９％、平均粒径０．９μｍ
の酸化ジルコニウム粉末、純度９９％及び平均粒径１．
５μｍの酸化ニオブ粉末を表１に示す割合で混合し、溶
媒としてイソプロピルアルコールを加え、回転ミルを用
いて、平均粒径をマイクロトラック法にて０．９〜１．
０μｍとなるように粉砕、混合した。
マグネシウム粉末、純度９９％、平均粒径１．２μｍの
酸化チタニウム粉末、純度９９％、平均粒径０．９μｍ
の酸化ジルコニウム粉末、純度９９％及び平均粒径１．
５μｍの酸化ニオブ粉末を表１に示す割合で混合し、溶
媒としてイソプロピルアルコールを加え、回転ミルを用
いて、平均粒径をマイクロトラック法にて０．９〜１．
０μｍとなるように粉砕、混合した。
【００３７】得られた混合粉末に、結合剤としてパラフ
ィンワックスを粉体比で１０重量％を加え、プレス法に
て成形体を得た。この成形体を、４００℃で２時間脱脂
処理を行った後、大気中で昇温速度３℃／ｍｉｎで焼成
温度１３００〜１４００℃にて焼成を行った。
ィンワックスを粉体比で１０重量％を加え、プレス法に
て成形体を得た。この成形体を、４００℃で２時間脱脂
処理を行った後、大気中で昇温速度３℃／ｍｉｎで焼成
温度１３００〜１４００℃にて焼成を行った。
【００３８】得られた焼結体は、加工を行って体積固有
抵抗測定用に直径５５ｍｍ、厚み２ｍｍの円板を、また
加工テスト用に直径２０ｍｍ、厚み５ｍｍの円板を、さ
らにそれ以外の測定用に縦３ｍｍ、横３ｍｍ、厚み１０
ｍｍの棒を作製した。
抵抗測定用に直径５５ｍｍ、厚み２ｍｍの円板を、また
加工テスト用に直径２０ｍｍ、厚み５ｍｍの円板を、さ
らにそれ以外の測定用に縦３ｍｍ、横３ｍｍ、厚み１０
ｍｍの棒を作製した。
【００３９】焼成終了後及び加工終了後に１００個の試
料を観察し、クラックと０．２ｍｍ以上のチッピングの
有るものを不合格とし、製造収率を算出した。
料を観察し、クラックと０．２ｍｍ以上のチッピングの
有るものを不合格とし、製造収率を算出した。
【００４０】また、市販のマイカセラミックス及びセル
ジアンセラミックスを用いて、上記と同じ形状の試料を
作製した。
ジアンセラミックスを用いて、上記と同じ形状の試料を
作製した。
【００４１】気孔率及び比重は、アルキメデス法により
測定した。また、体積固有抵抗は、窒素中、ＪＩＳ Ｃ
２１４１に準拠した３端子法により２５℃で測定した。
さらに、平均粒径は試料表面を鏡面状態に加工後、大気
中１２００℃にて熱処理した表面を金属顕微鏡で撮影し
た２００倍の写真からコード法にて算出した。
測定した。また、体積固有抵抗は、窒素中、ＪＩＳ Ｃ
２１４１に準拠した３端子法により２５℃で測定した。
さらに、平均粒径は試料表面を鏡面状態に加工後、大気
中１２００℃にて熱処理した表面を金属顕微鏡で撮影し
た２００倍の写真からコード法にて算出した。
【００４２】また、焼結体の主結晶相はＸ線回折スペク
トルを用いて同定した。さらに、熱膨張係数は、ＪＩＳ
Ｒ１６１８に準拠して測定した。
トルを用いて同定した。さらに、熱膨張係数は、ＪＩＳ
Ｒ１６１８に準拠して測定した。
【００４３】さらに、快削性評価のため加工性テストを
行った。大気中で室温から８００℃までの昇温及び降温
サイクルを１０００回繰り返した後、試料を５個並べ、
その表面を研削し、全面が同一の高さになった状態で、
研削抵抗を測定した。その際、砥石はダイヤモンドホイ
ール＃２００を、切り込み量１０μｍで用いた。研削抵
抗はモーターの負荷電流と相関があるため、負荷電流を
測定し、それが２アンペア以下で、かつ試料に０．２ｍ
ｍ以上のチッピングのないものを合格とし、表１におい
て○印で示した。また、それ以外を不合格として×印で
示した。結果を表１に示した。
行った。大気中で室温から８００℃までの昇温及び降温
サイクルを１０００回繰り返した後、試料を５個並べ、
その表面を研削し、全面が同一の高さになった状態で、
研削抵抗を測定した。その際、砥石はダイヤモンドホイ
ール＃２００を、切り込み量１０μｍで用いた。研削抵
抗はモーターの負荷電流と相関があるため、負荷電流を
測定し、それが２アンペア以下で、かつ試料に０．２ｍ
ｍ以上のチッピングのないものを合格とし、表１におい
て○印で示した。また、それ以外を不合格として×印で
示した。結果を表１に示した。
【００４４】
【表１】
【００４５】気孔率が０．３％以下の緻密体で、比重が
４．０〜５．０、平均結晶粒径が１〜２０μｍ、体積固
有抵抗が１．０×１０6〜７．０×１０9Ωｃｍで本発明
の試料Ｎｏ．２〜５、８〜１０、１３〜１５及び１７〜
３９は、加工性テストで全てが合格であり、温度変化に
強い快削性セラミックスであった。
４．０〜５．０、平均結晶粒径が１〜２０μｍ、体積固
有抵抗が１．０×１０6〜７．０×１０9Ωｃｍで本発明
の試料Ｎｏ．２〜５、８〜１０、１３〜１５及び１７〜
３９は、加工性テストで全てが合格であり、温度変化に
強い快削性セラミックスであった。
【００４６】一方、酸化マグネシウム量が５モル％に満
たず本発明の範囲外の試料Ｎｏ．１、３０モル％を越え
本発明の範囲外の試料Ｎｏ．６、周期律表第４ａ族元素
酸化物の酸化チタニウム量が２５モル％に満たず本発明
の範囲外の試料Ｎｏ．７、５０モル％を越え本発明の範
囲外の試料Ｎｏ．１１、酸化ニオブ量が３０モル％に満
たず本発明の範囲外の試料Ｎｏ．１２、及び５０モル％
を越え本発明の範囲外の試料Ｎｏ．１６は、いずれも加
工性テストが不合格で、機械加工性に劣ることがわかっ
た。
たず本発明の範囲外の試料Ｎｏ．１、３０モル％を越え
本発明の範囲外の試料Ｎｏ．６、周期律表第４ａ族元素
酸化物の酸化チタニウム量が２５モル％に満たず本発明
の範囲外の試料Ｎｏ．７、５０モル％を越え本発明の範
囲外の試料Ｎｏ．１１、酸化ニオブ量が３０モル％に満
たず本発明の範囲外の試料Ｎｏ．１２、及び５０モル％
を越え本発明の範囲外の試料Ｎｏ．１６は、いずれも加
工性テストが不合格で、機械加工性に劣ることがわかっ
た。
【００４７】また、マイカセラミックス及びセルジアン
セラミックスで本発明の範囲外の試料Ｎｏ．４０及び４
１は、いずれも加工性テストが不合格で、機械加工性に
劣ることがわかった。
セラミックスで本発明の範囲外の試料Ｎｏ．４０及び４
１は、いずれも加工性テストが不合格で、機械加工性に
劣ることがわかった。
【００４８】
【発明の効果】以上、詳述したとおり、酸化マグネシウ
ムと、周期律表周期律表第４ａ族元素の酸化物、特に酸
化チタニウムまたは酸化ジルコニウムと、酸化ニオブと
を含む組成により緻密体が容易に得られ、安定した快削
性セラミックスを実現できる。
ムと、周期律表周期律表第４ａ族元素の酸化物、特に酸
化チタニウムまたは酸化ジルコニウムと、酸化ニオブと
を含む組成により緻密体が容易に得られ、安定した快削
性セラミックスを実現できる。
Claims (7)
- 【請求項１】マグネシウムを酸化物換算で５〜３０モル
％、周期律表第４ａ族元素を酸化物換算で２５〜５０モ
ル％、ニオブを酸化物換算で３０〜５０モル％の割合か
らなる複合酸化物の結晶相を主体とすることを特徴とす
る快削性セラミックス。 - 【請求項２】周期律表第４ａ族元素がＴｉ及び／又はＺ
ｒであることを特徴とする請求項１記載の快削性セラミ
ックス。 - 【請求項３】気孔率が０．３％以下であることを特徴と
する請求項１又は２記載の快削性セラミックス。 - 【請求項４】平均結晶粒径が１〜２０μｍであることを
特徴とする請求項１乃至３のうちいずれかに記載の快削
性セラミックス。 - 【請求項５】前記複合酸化物の結晶相がＭｇＴｉＮｂ2
Ｏ8、Ｍｇ1/6Ｔｉ1/2Ｎｂ1/3Ｏ2、ＭｇＺｒＮｂ2Ｏ8の
群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする
請求項１乃至４のうちいずれかに記載の快削性セラミッ
クス。 - 【請求項６】体積固有抵抗が１×１０6〜７×１０9Ωｃ
ｍであることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれ
かに記載の快削性セラミックス。 - 【請求項７】酸化マグネシウムを５〜３０モル％、周期
律表第４ａ族元素の酸化物を２５〜５０モル％及び酸化
ニオブを３０〜５０モル％の割合で混合して得られた成
形体を１３００〜１４００℃で焼成することを特徴とす
る快削性セラミックスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000297229A JP2002104869A (ja) | 2000-09-28 | 2000-09-28 | 快削性セラミックスとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000297229A JP2002104869A (ja) | 2000-09-28 | 2000-09-28 | 快削性セラミックスとその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002104869A true JP2002104869A (ja) | 2002-04-10 |
Family
ID=18779372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000297229A Pending JP2002104869A (ja) | 2000-09-28 | 2000-09-28 | 快削性セラミックスとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002104869A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112939599A (zh) * | 2021-02-25 | 2021-06-11 | 电子科技大学 | 铌钽锆镁微波介质陶瓷材料及其制备方法 |
-
2000
- 2000-09-28 JP JP2000297229A patent/JP2002104869A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112939599A (zh) * | 2021-02-25 | 2021-06-11 | 电子科技大学 | 铌钽锆镁微波介质陶瓷材料及其制备方法 |
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