JP2002187721A - Multiple ceramic powder and manufacturing method thereof - Google Patents

Multiple ceramic powder and manufacturing method thereof

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JP2002187721A
JP2002187721A JP2000385207A JP2000385207A JP2002187721A JP 2002187721 A JP2002187721 A JP 2002187721A JP 2000385207 A JP2000385207 A JP 2000385207A JP 2000385207 A JP2000385207 A JP 2000385207A JP 2002187721 A JP2002187721 A JP 2002187721A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of multiple ceramic powder, by which a sintered compact having higher hardness is obtained as compared to a sintered compact formed by using binary ceramic as a raw material and a manufacturing method thereof. SOLUTION: At least 2 kinds of the powder of metals selected from a group of Ti, Al, V, Nb, Zr, Hf, Mo, Ta, Cr and W, a reducing agent and a catalyst for accelerating the nitriding or the carbonitriding of the metals are mixed to alloy 2 kinds of the metals with each other by mechanical alloying. The multiple nitride ceramic powder is obtained by firing the alloy under the presence of gaseous nitrogen to nitride. In the case that powdery carbonaceous material is used as the reducing agent, the powdery carbonaceous material acts also as a carbon source. In such a case, the alloy is carbonitrided to obtain multiple carbonitride ceramic powder.

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、2種以上の金属元
素とN、さらにはCを構成成分とする多元系セラミック
ス粉末およびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-component ceramic powder comprising two or more metal elements and N, and furthermore, C, and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】金属粉末とセラミックス粉末がともに焼
結されることにより製造される複合材は、金属に由来す
る高靱性と、セラミックスに由来する高硬度および高強
度とを兼ね備えており、種々の分野で広汎に使用されて
いる。例えば、炭化タングステンとコバルトが焼結され
てなる炭化タングステン−コバルト系超硬合金や、炭化
チタンとモリブデンが焼結されてなる炭化チタン系サー
メットは、切削工具の刃具として採用されている。これ
らには、炭化ニオブ等がさらに配合されることもある。
2. Description of the Related Art A composite material produced by sintering a metal powder and a ceramic powder together has both high toughness derived from a metal and high hardness and high strength derived from a ceramic. Widely used in the field. For example, a tungsten carbide-cobalt cemented carbide obtained by sintering tungsten carbide and cobalt, and a titanium carbide cermet obtained by sintering titanium carbide and molybdenum are employed as cutting tools for cutting tools. These may further contain niobium carbide or the like.

【0003】ところで、複合材の原料として使用される
セラミックス粉末は、上記したような炭化タングステン
や炭化チタン、炭化ニオブ等、1種の金属元素とCとを
構成成分とする2元系炭化物セラミックスや、1種の金
属元素とNとを構成成分とする2元系窒化物セラミック
ス等である。これらはそれ自体で充分な硬度を有してい
るが、用途によってはさらに高硬度なセラミックスが希
求される場合がある。
Incidentally, ceramic powder used as a raw material of the composite material includes binary carbide ceramics containing one kind of metal element and C as constituents such as tungsten carbide, titanium carbide and niobium carbide as described above. And binary nitride ceramics containing one kind of metal element and N as constituents. Although these have sufficient hardness by themselves, ceramics having higher hardness may be required depending on the application.

【0004】高硬度なものとしては、ダイヤモンドや正
方晶系窒化ホウ素(c−BN)等が例示される。さら
に、近年では、Ti、AlおよびNを構成成分とするT
i−Al−N3元系セラミックスの薄膜がc−BNに匹
敵する高硬度を有することが報告されている。すなわ
ち、Ti−Al−N3元系セラミックスの硬度は、Ti
NまたはAlNの硬度に比して著しく高く、かつTiN
とAlNとがともに焼結された焼結体に比しても高い。
Examples of high hardness materials include diamond and tetragonal boron nitride (c-BN). Furthermore, in recent years, T, Al and N
It has been reported that a thin film of i-Al-N ternary ceramics has a high hardness comparable to that of c-BN. That is, the hardness of the Ti—Al—N ternary ceramic is Ti
Significantly higher than the hardness of N or AlN and TiN
And AlN are both higher than a sintered body in which both are sintered.

【0005】Ti−Al−N3元系セラミックスの薄膜
は、物理的気相成長(PVD)法または化学的気相成長
(CVD)法により作製することができる。
[0005] A thin film of Ti-Al-N ternary ceramics can be produced by a physical vapor deposition (PVD) method or a chemical vapor deposition (CVD) method.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ダイヤモンドやc−B
Nには、耐酸化性が良好ではなく、しかも、高価である
ので複合材の製造コストの高騰を招くという不具合があ
る。そこで、化学的に安定でかつ高硬度な複合材を低コ
ストで得るためには、Ti−Al−N3元系セラミック
スのように、2種以上の金属元素とCまたはNとを構成
成分とする多元系セラミックス粉末を原料として使用す
ることが有効であると考えられる。
SUMMARY OF THE INVENTION Diamond and c-B
N has a disadvantage that the oxidation resistance is not good and the production cost of the composite material rises because it is expensive. Therefore, in order to obtain a chemically stable and high-hardness composite material at low cost, two or more metal elements and C or N are used as constituent components, such as Ti-Al-N ternary ceramics. It is considered effective to use multi-component ceramic powder as a raw material.

【0007】しかしながら、上記したように、PVD法
やCVD法により作製されたTi−Al−N3元系セラ
ミックスの形態は薄膜であり、粉末に関してはこれまで
のところ報告されていない。
[0007] However, as described above, the form of the Ti-Al-N ternary ceramics produced by the PVD method or the CVD method is a thin film, and no powder has been reported so far.

【0008】また、PVD法やCVD法により多元系セ
ラミックス粉末を製造しようとした場合、複合材の製造
コストが高騰してしまうという不具合を招く。この理由
は、これらの方法では反応効率が低くかつ反応速度も遅
いので、多元系セラミックス粉末の生産効率が低いから
である。さらに、これらの方法には、粉末が得られるよ
うな反応条件を実験的に求める必要があり、そのために
長時間を要するとともに煩雑であるという不具合が顕在
化している。
[0008] In addition, when a multi-component ceramic powder is to be produced by a PVD method or a CVD method, there arises a problem that the production cost of a composite material rises. The reason for this is that these methods have low reaction efficiency and low reaction rate, so that the production efficiency of the multi-component ceramic powder is low. Furthermore, in these methods, it is necessary to experimentally determine the reaction conditions under which powder can be obtained, and this disadvantageously requires a long time and is complicated.

【0009】Ti−Al−N3元系セラミックス粉末を
作製する別の方法としては、TiとAlの混合粉末を窒
化することが想起される。しかしながら、この場合、T
iNとAlNとの混合粉末が得られるのみであり、Ti
−Al−N3元系セラミックス粉末を得ることはできな
い。
[0009] As another method of producing a Ti-Al-N ternary ceramic powder, nitriding a mixed powder of Ti and Al is recalled. However, in this case, T
Only a mixed powder of iN and AlN can be obtained.
-Al-N ternary ceramic powder cannot be obtained.

【0010】そこで、Ti−Al2元系合金を窒化する
ことが想起される。しかしながら、この合金は、その表
面が空気中の酸素で酸化されることにより形成された酸
化物膜で被覆されている。このため、Ti−Al2元系
合金を内部まで窒化させることが著しく困難であるの
で、得られた粉末を原料としても複合材の硬度の向上は
さほど認められない。
Therefore, it is recalled that a Ti-Al binary alloy is nitrided. However, this alloy is covered with an oxide film formed by oxidizing the surface with oxygen in the air. For this reason, since it is extremely difficult to nitride the Ti-Al binary alloy to the inside, the hardness of the composite material is not so much improved even when the obtained powder is used as a raw material.

【0011】このように、2種以上の金属元素とCまた
はNとを構成成分とする多元系セラミックス粉末を製造
することには著しい困難を伴っており、このため、この
ような多元系セラミックス粉末は未だに得られていな
い。
As described above, it is extremely difficult to produce a multi-component ceramic powder containing two or more metal elements and C or N as constituents. Has not yet been obtained.

【0012】本発明は上記した問題を解決するためにな
されたもので、2元系セラミックスを原料とする焼結体
に比して高硬度を有する焼結体を得ることが可能な多元
系セラミックス粉末およびその製造方法を提供すること
を目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and is a multi-element ceramic capable of obtaining a sintered body having a higher hardness than a sintered body made of a binary ceramic. It is an object to provide a powder and a method for producing the powder.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、Ti、Al、V、Nb、Zr、Hf、
Mo、Ta、Cr、Wの群から選択される少なくとも2
種の金属元素と、Nとを構成成分としたことを特徴とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides Ti, Al, V, Nb, Zr, Hf,
At least 2 selected from the group consisting of Mo, Ta, Cr, W
It is characterized in that a kind of metal element and N are used as constituent components.

【0014】さらに、これらに加えてCを構成成分とす
るようにしてもよい。
Further, in addition to these, C may be a constituent component.

【0015】すなわち、本発明に係る多元系セラミック
ス粉末とは、例えば、Ti−Al−NまたはTi−Al
−Nb−(C,N)等のように表される3元系以上の複
合窒化物セラミックスの粉末または複合炭窒化物セラミ
ックスの粉末である。
That is, the multi-component ceramic powder according to the present invention is, for example, Ti-Al-N or Ti-Al
It is a ternary or higher composite nitride ceramic powder or composite carbonitride ceramic powder represented by -Nb- (C, N) or the like.

【0016】このような複合窒化物セラミックス粉末ま
たは複合炭窒化物セラミックス粉末を原料とする焼結体
は、TiNやTiC、NbC等の2元系セラミックスを
原料とする焼結体に比して高硬度を示す。また、前者の
相対密度は理想密度に近く、したがって、前者は高強度
かつ高靱性も示す。
A sintered body using such a composite nitride ceramic powder or a composite carbonitride ceramic powder as a raw material is higher than a sintered body using a binary ceramic such as TiN, TiC, NbC or the like as a raw material. Indicates hardness. In addition, the relative density of the former is close to the ideal density, and therefore, the former also exhibits high strength and high toughness.

【0017】なお、複合窒化物セラミックスを原料とす
る焼結体の特性と複合炭窒化物セラミックスを原料とす
る焼結体の特性とを比較した場合、両焼結体における金
属が同一種であれば、後者の方が高硬度を示す。すなわ
ち、Cをも構成成分とする多元系セラミックス粉末であ
ることが好ましい。
When the characteristics of the sintered body made of the composite nitride ceramics as a raw material and the characteristics of the sintered body made of the composite carbonitride ceramics are compared, if the metal in both sintered bodies is of the same kind, For example, the latter shows higher hardness. That is, it is preferable that the powder is a multi-component ceramic powder containing C as a component.

【0018】この場合、CとNとの原子比がC/N<1
であることが好ましい。C/Nが1以上であると、多元
系セラミックス粉末の種類によっては焼結体の硬度が低
下することがあるからである。
In this case, the atomic ratio between C and N is C / N <1.
It is preferred that If C / N is 1 or more, the hardness of the sintered body may decrease depending on the type of the multi-component ceramic powder.

【0019】上記した金属の表面には、該金属が空気中
の酸素で酸化されることにより酸化物膜が形成されてい
る。このため、多元系セラミックス粉末には、不可逆不
純物としてのOが含有されている。
An oxide film is formed on the surface of the above-mentioned metal by oxidizing the metal with oxygen in the air. Therefore, the multi-component ceramic powder contains O as an irreversible impurity.

【0020】このOの割合は、0.5重量%以下である
ことが好ましい。0.5重量%を超えると、硬度や靱性
が低い焼結体となることがあるからである。
The proportion of O is preferably 0.5% by weight or less. If the content exceeds 0.5% by weight, a sintered body having low hardness and toughness may be obtained.

【0021】また、本発明は、Ti、Al、V、Nb、
Zr、Hf、Mo、Ta、Cr、Wの群から選択される
少なくとも2種の金属の粉末と、還元剤と、前記金属の
窒化または炭窒化を促進する触媒とを混合し、前記2種
の金属同士をメカニカルアロイングにより合金化して合
金とする工程と、前記合金を含む混合粉末を窒素ガス存
在下で焼成処理して前記合金を窒化または炭窒化するこ
とにより多元系セラミックスとする工程と、を有するこ
とを特徴とする。
The present invention also relates to Ti, Al, V, Nb,
Mixing powders of at least two metals selected from the group consisting of Zr, Hf, Mo, Ta, Cr, and W, a reducing agent, and a catalyst that promotes nitriding or carbonitriding of the metals; A step of alloying the metals by mechanical alloying to form an alloy, and a step of firing the mixed powder containing the alloy in the presence of nitrogen gas and nitriding or carbonitriding the alloy to form a multi-element ceramic, It is characterized by having.

【0022】焼成処理が施される際、まず、合金の表面
に存在する酸化物膜が還元剤により還元される。このた
め、合金の表面が極めて活性な状態となる。したがっ
て、該合金を表面から内部に亘って容易かつ簡便に、し
かも、大量に窒化または炭窒化することができる。この
ため、多元系セラミックス粉末を低コストで製造するこ
とができる。
When the firing treatment is performed, first, an oxide film existing on the surface of the alloy is reduced by a reducing agent. Therefore, the surface of the alloy becomes extremely active. Therefore, the alloy can be nitrided or carbonitrided easily and easily from the surface to the inside, and in a large amount. Therefore, multi-component ceramic powder can be produced at low cost.

【0023】そして、このように表面から内部に亘って
窒化または炭窒化された多元系セラミックス粉末を原料
とする焼結体は、高硬度を示す。
A sintered body made of a multi-element ceramic powder nitrided or carbonitrided from the surface to the inside as described above has a high hardness.

【0024】還元剤の好適な例としては、アルカリ土類
金属または粉末炭素材を挙げることができる。このう
ち、粉末炭素材を使用することが好ましい。酸化物膜を
還元することにより自身が酸化されると、粉末炭素材は
COまたはCO2に変化する。これらはガスであり、し
たがって、反応炉外へと容易かつ速やかに排出すること
ができるからである。
Preferred examples of the reducing agent include alkaline earth metals and powdered carbon materials. Among them, it is preferable to use a powdered carbon material. When the oxide carbon itself is oxidized by reducing the oxide film, the powdered carbon material changes to CO or CO 2 . Because these are gases, they can be easily and quickly discharged out of the reactor.

【0025】また、粉末炭素材はC源としても作用す
る。すなわち、この場合、複合炭窒化物セラミックスを
得ることができる。
The powdered carbon material also functions as a C source. That is, in this case, a composite carbonitride ceramic can be obtained.

【0026】この場合、粉末炭素材の添加割合は、0.
1重量%〜11.6重量%とすることが好ましい。0.
1重量%未満では還元作用に乏しく、11.6重量%を
超えると遊離炭素が生成するので硬度の低い焼結体が得
られることがあるからである。
In this case, the addition ratio of the powdered carbon material is 0.1%.
It is preferable that the content be 1% by weight to 11.6% by weight. 0.
If the amount is less than 1% by weight, the reducing effect is poor, and if it exceeds 11.6% by weight, free carbon is generated, so that a sintered body having low hardness may be obtained.

【0027】一方、触媒の好適な例としては、アルカリ
土類金属、第VIIA族元素または第VIII族元素を
挙げることができる。
On the other hand, preferred examples of the catalyst include alkaline earth metals, Group VIIA elements and Group VIII elements.

【0028】いずれの場合においても、焼成処理を施し
た後、得られた多元系セラミックス粉末を酸溶液で処理
することが好ましい。これにより未反応の還元剤や触
媒、酸化された還元剤や触媒が酸溶液中に溶出されるの
で、高純度の多元系セラミックス粉末を得ることができ
るからである。
In any case, it is preferable that after the firing treatment, the obtained multi-component ceramic powder is treated with an acid solution. This is because unreacted reducing agent and catalyst, and oxidized reducing agent and catalyst are eluted into the acid solution, so that high-purity multi-component ceramic powder can be obtained.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る多元系セラミ
ックス粉末およびその製造方法につき好適な実施の形態
を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a multi-component ceramic powder and a method for producing the same according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0030】本実施の形態に係る多元系セラミックス粉
末は、2種以上の金属元素とNとを構成成分とする複合
窒化物セラミックス粉末、または、2種以上の金属元素
とNとCとを構成成分とする複合炭窒化物セラミックス
粉末である。
The multi-component ceramic powder according to the present embodiment is a composite nitride ceramic powder containing two or more metal elements and N as constituents, or a composite nitride ceramic powder containing two or more metal elements and N and C. It is a composite carbonitride ceramic powder as a component.

【0031】金属元素は、Ti、Al、V、Nb、Z
r、Hf、Mo、Ta、Cr、Wの群から選択された2
種以上である。これらは、互いに窒化または炭窒化可能
な合金を構成する。
The metal elements are Ti, Al, V, Nb, Z
2 selected from the group of r, Hf, Mo, Ta, Cr, W
More than a species. These constitute an alloy that can be nitrided or carbonitrided with each other.

【0032】Nは、上記した金属元素の2種以上を構成
成分とする合金の粉末が焼成処理される際の雰囲気ガス
に含まれた窒素ガスを源として供給されたものである。
後述するように、前記金属元素の2種以上を構成成分と
する合金を窒素ガスで窒化することにより複合窒化物セ
ラミックス粉末が得られる。
N is supplied from a nitrogen gas contained in an atmosphere gas when a powder of an alloy containing two or more of the above-mentioned metal elements is subjected to a sintering process.
As will be described later, a composite nitride ceramic powder is obtained by nitriding an alloy containing two or more of the above metal elements with nitrogen gas.

【0033】この複合窒化物セラミックス粉末を焼結す
ることにより得られる焼結体や、複合窒化物セラミック
ス粉末と金属粉末をともに焼結することにより得られる
焼結体(複合材)、すなわち、複合窒化物セラミックス
粉末を原料とする焼結体は、TiNまたはTiC等の2
元系セラミックス粉末を原料とする焼結体に比して高硬
度を示す。
A sintered body obtained by sintering the composite nitride ceramic powder or a sintered body (composite material) obtained by sintering the composite nitride ceramic powder and the metal powder together, ie, a composite A sintered body using nitride ceramic powder as a raw material can be made of 2N such as TiN or TiC.
Higher hardness than sintered body made from base ceramic powder.

【0034】Cをさらに構成成分とする複合炭窒化物セ
ラミックス粉末の場合、Cは、カーボンブラック等の粉
末炭素材を源として供給されたものである。複合炭窒化
物セラミックス粉末を原料とする焼結体は、複合窒化物
セラミックス粉末を原料とする焼結体に比して一層高硬
度を示す。
In the case of the composite carbonitride ceramic powder further comprising C, C is supplied from a powdered carbon material such as carbon black. The sintered body using the composite carbonitride ceramic powder as a raw material has higher hardness than the sintered body using the composite nitride ceramic powder as a raw material.

【0035】ここで、Cを構成成分とする場合、CとN
との原子比がC/N<1であることが好ましい。C/N
が1以上であると、多元系セラミックス粉末の種類によ
っては焼結体の硬度が低下することがあるからである。
より好ましい原子比は、0.4<C/N<0.9であ
る。
Here, when C is a constituent component, C and N
Is preferably C / N <1. C / N
If the ratio is 1 or more, the hardness of the sintered body may decrease depending on the type of the multi-component ceramic powder.
A more preferred atomic ratio is 0.4 <C / N <0.9.

【0036】また、この多元系セラミックス粉末は、不
可逆不純物としてのOを含有する。このOの割合は、
0.5重量%以下に設定される。0.5重量%を超える
と、この多元系セラミックス粉末を原料とする焼結体の
硬度が低くなることがあるからである。
This multi-component ceramic powder contains O as an irreversible impurity. This O ratio is
It is set to 0.5% by weight or less. If the content exceeds 0.5% by weight, the hardness of the sintered body using the multi-component ceramic powder as a raw material may be low.

【0037】このような多元系セラミックス粉末は、以
下のようにして製造することができる。
Such a multi-component ceramic powder can be produced as follows.

【0038】本実施の形態に係る多元系セラミックス粉
末の製造方法をフローチャートにして図1に示す。この
製造方法は、金属の粉末、還元剤および触媒を混合する
メカニカルアロイング工程S1と、得られた混合粉末を
焼成処理する焼成処理工程S2と、焼成処理により得ら
れた多元系セラミックス粉末を酸溶液で処理する酸処理
工程S3とを有する。
FIG. 1 is a flowchart showing a method for producing a multi-component ceramic powder according to the present embodiment. This manufacturing method includes a mechanical alloying step S1 for mixing a metal powder, a reducing agent, and a catalyst, a sintering step S2 for sintering the obtained mixed powder, and an acid sintering process. Acid treatment step S3 of treating with a solution.

【0039】まず、メカニカルアロイング工程S1にお
いて、金属粉末、還元剤および触媒を混合する。
First, in the mechanical alloying step S1, a metal powder, a reducing agent and a catalyst are mixed.

【0040】金属粉末としては、Ti、Al、V、N
b、Zr、Hf、Mo、Ta、Cr、Wの群の中から少
なくとも2種の粉末が選択される。これらは、メカニカ
ルアロイングにより容易に合金を生成する。しかも、こ
れらを構成成分とする多元系セラミックス粉末を原料と
する焼結体は、高硬度を示す。
As the metal powder, Ti, Al, V, N
At least two powders are selected from the group of b, Zr, Hf, Mo, Ta, Cr, W. These easily form alloys by mechanical alloying. In addition, a sintered body made of a multi-component ceramic powder containing these as components has high hardness.

【0041】還元剤は、これらの金属の表面に形成され
た酸化物膜を還元するためのものである。すなわち、通
常、これらの金属は、その表面が空気中の酸素で酸化さ
れることにより形成された酸化物膜で被覆されている。
還元剤は、焼成処理時に自身が酸化されることによって
この酸化物膜を還元する。
The reducing agent is for reducing the oxide film formed on the surface of these metals. That is, these metals are usually covered with an oxide film formed by oxidizing the surface with oxygen in the air.
The reducing agent reduces this oxide film by being oxidized during the firing process.

【0042】このように機能する還元剤の好適な例とし
ては、Mg、Ca、Sr、Baに代表されるアルカリ土
類金属または粉末炭素材を挙げることができる。これら
はともに上記金属に比して還元力が強く、したがって、
上記金属に対して有効な還元剤となる。
Preferable examples of the reducing agent that functions as described above include alkaline earth metals represented by Mg, Ca, Sr, and Ba or powdered carbon materials. Both of them have a strong reducing power compared to the above-mentioned metals, and therefore,
It is an effective reducing agent for the above metals.

【0043】このうち、粉末炭素材を使用することが好
ましい。粉末炭素材は取り扱いが容易であり、しかも、
安価でコスト的に有利であるからである。また、粉末炭
素材が酸化物膜と反応することによりCOまたはCO2
が生成される。これらはガスであるので、焼成処理工程
S2を行う際に容易かつ速やかに焼成炉外へと排出する
ことができる。すなわち、酸化物が残留することはな
い。このため、高純度の多元系セラミックス粉末を得る
ことができるからである。さらに、粉末炭素材はC源と
しても作用するので、複合窒化物セラミックスに比して
高硬度の複合炭窒化物セラミックスを生成することがで
きるからである。
Of these, it is preferable to use a powdered carbon material. Powdered carbon material is easy to handle, and
This is because it is inexpensive and advantageous in cost. Further, when the powdered carbon material reacts with the oxide film, CO or CO 2
Is generated. Since these are gases, they can be easily and quickly discharged out of the firing furnace when performing the firing process step S2. That is, no oxide remains. This is because high-purity multi-element ceramic powder can be obtained. Further, since the powdered carbon material also functions as a C source, it is possible to produce a composite carbonitride ceramic having higher hardness than the composite nitride ceramic.

【0044】なお、粉末炭素材の添加割合は、0.1重
量%〜11.6重量%とすることが好ましい。0.1重
量%未満では、還元剤としての能力に乏しい。また、1
1.6重量%を超えると、遊離炭素が生成されるように
なる。また、例えば、金属としてAl粉末を選択した場
合、Al43も生成されるようになる。このようなもの
を含有する焼結体は、硬度および靱性に乏しい。
The proportion of the powdered carbon material is preferably 0.1% by weight to 11.6% by weight. If it is less than 0.1% by weight, the ability as a reducing agent is poor. Also, 1
If it exceeds 1.6% by weight, free carbon will be generated. For example, when Al powder is selected as the metal, Al 4 C 3 is also generated. A sintered body containing such a material has poor hardness and toughness.

【0045】還元剤としてMg粉末を使用する場合、金
属の粉末100gに対して0.1〜5gを添加するよう
にすればよい。また、Ba粉末を使用する場合、金属の
粉末100gに対して0.5〜10gを添加するように
すればよい。
When Mg powder is used as the reducing agent, 0.1 to 5 g may be added to 100 g of metal powder. When Ba powder is used, 0.5 to 10 g may be added to 100 g of metal powder.

【0046】触媒は、上記した金属の窒化を促進するた
めのものである。また、粉末炭素材が存在する場合、炭
窒化をも促進する。
The catalyst is for accelerating the nitriding of the metal. In addition, when the powdered carbon material is present, carbonitriding is also promoted.

【0047】触媒の好適な例としては、アルカリ土類金
属、第VIIA族元素または第VIII族元素を挙げる
ことができる。このうち、第VIIA族元素または第V
III族元素を使用することが好ましい。これらは、後
述する酸処理工程S3により酸溶液中に溶出され易く、
したがって、多元系セラミックスを高純度で得ることが
できるからである。なお、第VIII族元素としてはF
e、Co、Niが例示され、第VIIA族元素としては
Mnが例示される。このうち、上記金属の窒化または炭
窒化を促進する作用に最も優れていることから、Mnを
使用することが好ましい。
Preferred examples of the catalyst include alkaline earth metals, Group VIIA elements and Group VIII elements. Among them, Group VIIA element or V
It is preferred to use Group III elements. These are easily eluted into the acid solution by the acid treatment step S3 described below,
Therefore, multi-component ceramics can be obtained with high purity. The group VIII element is F
e, Co and Ni are exemplified, and Mn is exemplified as the group VIIA element. Among them, Mn is preferably used because it is most excellent in promoting the nitriding or carbonitriding of the metal.

【0048】触媒の好ましい添加割合は、触媒の種類に
よって異なるので一義的には決定されない。例えば、M
nを使用する場合には3重量%以下、Fe、Co、Ni
を使用する場合には5重量%以下とすることが好まし
い。前記した割合を超えて触媒を添加すると、いずれの
場合においても、未反応の触媒の残留量またはこれらの
窒化物や炭窒化物の生成量が多くなる。したがって、酸
処理工程S3でこれらを溶出することが容易ではなくな
るので、焼結体の硬度を向上することが容易ではなくな
る。
The preferable addition ratio of the catalyst is not uniquely determined because it varies depending on the type of the catalyst. For example, M
When using n, 3% by weight or less, Fe, Co, Ni
When is used, the content is preferably 5% by weight or less. When the catalyst is added in excess of the above ratio, the residual amount of the unreacted catalyst or the production amount of these nitrides or carbonitrides increases in any case. Therefore, it is not easy to elute them in the acid treatment step S3, and it is not easy to improve the hardness of the sintered body.

【0049】ここで、還元剤および触媒としては、アル
カリ土類金属、第VIIA族元素または第VIII族元
素の純物質だけでなく、化合物も使用することができ
る。例えば、Fe、Niの粉末に代替してカルボニル
鉄、カルボニルニッケルの粉末を使用するようにしても
よい。このような化合物粉末は、純物質粉末に比して粒
径が著しく小さい。このため、混合粉末中に均一に分散
されるので、純物質粉末に比して少ない添加量で窒化ま
たは炭窒化を促進することができる。したがって、省資
源化を図ることができ、結局、コスト的に有利となる。
Here, as the reducing agent and the catalyst, not only pure substances of alkaline earth metals, Group VIIA elements or Group VIII elements but also compounds can be used. For example, carbonyl iron or carbonyl nickel powder may be used instead of Fe or Ni powder. Such a compound powder has a significantly smaller particle size than a pure substance powder. For this reason, since it is uniformly dispersed in the mixed powder, it is possible to promote nitriding or carbonitriding with a smaller amount of addition than the pure substance powder. Therefore, resource saving can be achieved, which is ultimately advantageous in cost.

【0050】以上の金属粉末、還元剤および触媒の混合
は、選択した2種の金属同士がメカニカルアロイングに
より合金を生成するような条件下で行う。具体的には、
アトライタを構成する水冷容器内に金属粉末、還元剤、
触媒および鋼球を収容して該水冷容器を封止し、該水冷
容器内に挿入された回転翼を回転動作させる。これによ
り金属粉末同士が高エネルギ下で摩砕および圧接され、
その結果、合金粉末が生成される。また、合金粉末中に
還元剤および触媒が略均一に分散される。
The above mixing of the metal powder, the reducing agent and the catalyst is carried out under such conditions that the two selected metals form an alloy by mechanical alloying. In particular,
Metal powder, reducing agent,
The water-cooled container is sealed by containing the catalyst and the steel balls, and the rotating blade inserted into the water-cooled container is rotated. As a result, the metal powders are ground and pressed under high energy,
As a result, an alloy powder is generated. Further, the reducing agent and the catalyst are substantially uniformly dispersed in the alloy powder.

【0051】このようにして得られた混合粉末を、次い
で、焼成処理工程S2において、窒素ガス存在下で焼成
処理する。この際、粉末炭素材を含まない混合粉末にお
いては合金の窒化が進行し、一方、粉末炭素材を含む混
合粉末においては窒化が進行する。
Next, the mixed powder thus obtained is subjected to a baking treatment in the presence of nitrogen gas in a baking treatment step S2. At this time, nitriding of the alloy proceeds in the mixed powder containing no powdered carbon material, while nitriding proceeds in the mixed powder containing the powdered carbon material.

【0052】なお、窒素ガスは、合金を窒化または炭窒
化可能な程度に雰囲気ガスに含まれていればよい。すな
わち、窒素ガスのみを雰囲気ガスとしてもよく、窒素ガ
スと他の不活性ガス、例えば、アルゴンガス等との混合
ガスを雰囲気ガスとしてもよい。
The nitrogen gas may be contained in the atmosphere gas to such an extent that the alloy can be nitrided or carbonitrided. That is, only the nitrogen gas may be used as the atmospheric gas, or a mixed gas of the nitrogen gas and another inert gas such as an argon gas may be used as the atmospheric gas.

【0053】また、焼成処理の温度は、1000℃〜1
600℃とすることが好ましい。1000℃未満では窒
化または炭窒化が効率的に進行しない。また、1600
℃を超えても窒化または炭窒化の進行速度は向上しない
ので、多元系セラミックスの製造コストが高騰する。
The temperature of the baking treatment is 1000 ° C. to 1 ° C.
The temperature is preferably set to 600 ° C. If the temperature is lower than 1000 ° C., nitriding or carbonitriding does not proceed efficiently. Also, 1600
Even if the temperature exceeds ℃, the progress speed of nitriding or carbonitriding does not improve, so that the production cost of multi-component ceramics rises.

【0054】焼成処理工程S2においては、まず、合金
の表面に形成された酸化物膜が還元される。すなわち、
合金の表面は、該合金を構成する金属が空気中の酸素に
より酸化されて形成された酸化物膜で被覆されている。
この酸化物膜が還元剤で還元され、活性な合金となる。
In the firing step S2, first, the oxide film formed on the surface of the alloy is reduced. That is,
The surface of the alloy is covered with an oxide film formed by oxidizing a metal constituting the alloy with oxygen in the air.
This oxide film is reduced by a reducing agent to become an active alloy.

【0055】還元剤として粉末炭素材を使用した場合、
該粉末炭素材は、酸化物膜から酸素を奪取することによ
り自身は酸化されてCOまたはCO2となる。これらは
ともにガスであるので、雰囲気ガスに同伴させることに
より反応炉外に容易かつ速やかに排出することができ
る。
When a powdered carbon material is used as a reducing agent,
The powdered carbon material itself is oxidized to CO or CO 2 by removing oxygen from the oxide film. Since these are both gases, they can be easily and quickly discharged out of the reaction furnace by being accompanied by the atmospheric gas.

【0056】酸化物膜が還元されることにより、合金
は、その表面が極めて活性な状態となる。このため、表
面から内部に亘り容易に窒化される。なお、還元剤とし
て粉末炭素材を使用した場合には、余剰の粉末炭素材が
C源としても作用する。すなわち、この場合、合金は表
面から内部に亘り炭窒化される。
When the oxide film is reduced, the surface of the alloy becomes extremely active. Therefore, it is easily nitrided from the surface to the inside. When a powdered carbon material is used as the reducing agent, the surplus powdered carbon material also functions as a C source. That is, in this case, the alloy is carbonitrided from the surface to the inside.

【0057】焼成処理工程S2に際しては、触媒も酸化
されることがある。また、還元剤としてアルカリ土類金
属を使用した場合、アルカリ土類金属は酸化物から酸素
を奪取することにより自身が酸化され、酸化物として多
元系セラミックス粉末中に残留する。すなわち、焼成処
理工程S2により得られた多元系セラミックス粉末中に
は、未反応の還元剤および触媒、還元剤の酸化物および
触媒の酸化物が不純物として混在している。これらの不
純物が混在した多元系セラミックス粉末を原料として焼
結体を製造した場合、該焼結体は低硬度を示すことがあ
る。
In the firing step S2, the catalyst may be oxidized. When an alkaline earth metal is used as a reducing agent, the alkaline earth metal itself is oxidized by removing oxygen from the oxide, and remains in the multi-component ceramic powder as an oxide. That is, the unreacted reducing agent and catalyst, the oxide of the reducing agent, and the oxide of the catalyst are mixed as impurities in the multi-component ceramic powder obtained in the firing treatment step S2. When a sintered body is manufactured using a multi-component ceramic powder containing these impurities as a raw material, the sintered body may exhibit low hardness.

【0058】そこで、次に、酸処理工程S3において、
不純物を多元系セラミックス粉末から分離除去する。具
体的には、得られた多元系セラミックス粉末を酸溶液中
に浸漬することにより、不純物を溶出する。
Then, next, in the acid treatment step S3,
Impurities are separated and removed from the multi-component ceramic powder. Specifically, impurities are eluted by immersing the obtained multi-component ceramic powder in an acid solution.

【0059】この酸溶液には、フッ化水素酸またはホウ
フッ化水素酸が含まれていることが好ましい。これらは
上記した不純物の溶解能に優れ、したがって、多元系セ
ラミックス粉末から不純物を効率よく分離除去すること
ができるからである。
This acid solution preferably contains hydrofluoric acid or borofluoric acid. These are excellent in the ability to dissolve the above-mentioned impurities, and therefore, the impurities can be efficiently separated and removed from the multi-component ceramic powder.

【0060】なお、この際には、多元系セラミックス粉
末を構成する金属元素の一部も酸化されることがある。
上記したように、Oの割合が0.5重量%を超えている
粉末を原料とする焼結体は硬度が低下する。したがっ
て、酸溶液の濃度や浸漬時間はOの割合が0.5重量%
を超えないように設定される。
At this time, some of the metal elements constituting the multi-component ceramic powder may be oxidized.
As described above, the hardness of a sintered body made of a powder in which the proportion of O exceeds 0.5% by weight is reduced. Therefore, the concentration of the acid solution and the immersion time are 0.5% by weight of O.
Is set not to exceed.

【0061】ろ過を行ってろ液と粉末とを分離した後、
粉末を中和処理して水洗することにより、高純度の多元
系セラミックス粉末が得られるに至る。
After filtration to separate the filtrate and the powder,
By neutralizing the powder and washing it with water, high-purity multi-component ceramic powder is obtained.

【0062】この多元系セラミックス粉末を原料とする
焼結体は、該多元系セラミックス粉末が表面から内部に
亘って窒化または炭窒化されているので、高硬度を示
す。また、多元系セラミックス粉末から不純物が除去さ
れているので、焼結体の相対密度が理論密度に近づく。
このため、該焼結体は、強度および靱性にも優れるよう
になる。
The sintered body using the multi-component ceramic powder as a raw material exhibits high hardness because the multi-component ceramic powder is nitrided or carbonitrided from the surface to the inside. Further, since the impurities are removed from the multi-component ceramic powder, the relative density of the sintered body approaches the theoretical density.
For this reason, the sintered body also has excellent strength and toughness.

【0063】このように、2種以上の金属粉末、還元剤
および触媒を混合した後、窒素ガス存在下で焼成処理す
ることにより多元系セラミックス粉末を容易かつ簡便に
製造することができる。しかも、PVD法やCVD法に
比して反応効率が高くかつ反応速度も高い。このため、
1バッチ当たりの生産量が多く、したがって、焼結体の
製造コストを低廉化することもできる。
As described above, by mixing two or more kinds of metal powders, a reducing agent and a catalyst and then performing a calcination treatment in the presence of nitrogen gas, a multi-component ceramic powder can be easily and simply produced. Moreover, the reaction efficiency and the reaction rate are higher than those of the PVD method and the CVD method. For this reason,
The production amount per batch is large, and therefore, the production cost of the sintered body can be reduced.

【0064】この多元系セラミックス粉末は、チップや
バイト等の切削加工用刃具や金型等の好適な原料として
使用することができる。すなわち、この多元系セラミッ
クス粉末を単体で、あるいは金属粉末とともに成形した
後に焼結させることにより、高硬度の切削加工用刃具や
金型等を得ることができる。
The multi-component ceramic powder can be used as a suitable raw material for cutting tools such as chips and cutting tools, dies and the like. That is, by sintering the multi-component ceramic powder alone or after molding it together with the metal powder, it is possible to obtain a high-hardness cutting tool, a mold, and the like.

【0065】[0065]

【実施例】Ti、Al、Zr、Hf、V、Nb、Cr、
Wを金属粉末として、カーボンブラックを還元剤かつC
源として、Mgを還元剤または触媒として、Mn、Ni
を触媒として図2に示す割合(数字は重量%)で混合し
た。この混合は、金属同士がメカニカルアロイングによ
り合金を生成する条件下で行った。
EXAMPLES Ti, Al, Zr, Hf, V, Nb, Cr,
W as metal powder, carbon black as reducing agent and C
As a source, Mg as a reducing agent or a catalyst, Mn, Ni
Was mixed as a catalyst at the ratio shown in FIG. 2 (numbers are% by weight). This mixing was performed under conditions where the metals formed an alloy by mechanical alloying.

【0066】このようにして得られた混合粉末中の合金
を、窒素雰囲気下において図3に示すパターンで焼成処
理することにより炭窒化させて種々の複合炭窒化物セラ
ミックス粉末を得た。
The alloy in the mixed powder thus obtained was carbonitrided by firing in a pattern shown in FIG. 3 in a nitrogen atmosphere to obtain various composite carbonitride ceramic powders.

【0067】さらに、この複合炭窒化物セラミックス粉
末を王水またはフッ酸と硝酸の混合溶液に浸漬し、未反
応のMg、Mn、Niやこれらの酸化物を酸溶液中に溶
出させることにより複合炭窒化物セラミックス粉末から
分離した。そして、精製した複合炭窒化物セラミックス
粉末を焼結して焼結体とした後、各焼結体のビッカース
硬度を測定した。これらを実施例1〜28とする。
Further, the composite carbonitride ceramic powder is immersed in aqua regia or a mixed solution of hydrofluoric acid and nitric acid, and unreacted Mg, Mn, Ni and their oxides are eluted in the acid solution to form a composite. Separated from carbonitride ceramic powder. Then, after sintering the purified composite carbonitride ceramic powder into a sintered body, Vickers hardness of each sintered body was measured. These are Examples 1-28.

【0068】また、比較のために、触媒を添加しなかっ
たことを除いては実施例1〜28に準拠して焼結体を製
造し、各焼結体のビッカース硬度を測定した。これらを
比較例1〜3とする。
For comparison, sintered bodies were manufactured according to Examples 1 to 28 except that no catalyst was added, and the Vickers hardness of each sintered body was measured. These are Comparative Examples 1 to 3.

【0069】実施例1〜28および比較例1〜3の各焼
結体のビッカース硬度(Hv)を図2に併せて示す。こ
の図2から、実施例1〜28の各焼結体が著しく高い硬
度を示すこと、また、触媒を添加しない場合、焼結体の
硬度が著しく低いことが明らかである。
The Vickers hardness (Hv) of each of the sintered bodies of Examples 1 to 28 and Comparative Examples 1 to 3 is also shown in FIG. From FIG. 2, it is clear that each of the sintered bodies of Examples 1 to 28 has extremely high hardness, and that the hardness of the sintered bodies is extremely low when no catalyst is added.

【0070】図2からは、Ti−Al−Nb−(C,
N)系セラミックス粉末からなる焼結体が比較的高硬度
であることも諒解される。そこで、この系について、カ
ーボンブラックの添加割合を種々変化させてセラミック
ス粉末を製造し、該セラミックス粉末を焼結して得られ
た焼結体のHvを測定した。カーボンブラックの添加割
合と焼結体のHvとの関係をグラフにして図4に示す。
図4から、この系においては、カーボンブラックの添加
割合が3重量%で最大となり、それを超えると、添加割
合が大きくなるほどHvが低下することが分かる。
FIG. 2 shows that Ti-Al-Nb- (C,
It is also understood that the sintered body made of the N) -based ceramic powder has a relatively high hardness. Therefore, with respect to this system, ceramic powders were produced by varying the addition ratio of carbon black, and Hv of a sintered body obtained by sintering the ceramic powders was measured. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the addition ratio of carbon black and Hv of the sintered body.
From FIG. 4, it can be seen that, in this system, the addition ratio of carbon black is maximum at 3% by weight, and when it exceeds that, Hv decreases as the addition ratio increases.

【0071】また、得られた粉末におけるC/N(原子
比)を機器分析により測定した。C/Nと焼結体のHv
との関係をグラフにして図5に示す。この図5から、こ
の系においては、C/Nが1未満であることが好ましい
ということがいえる。
The C / N (atomic ratio) in the obtained powder was measured by instrumental analysis. C / N and Hv of sintered body
FIG. 5 is a graph showing the relationship. From FIG. 5, it can be said that in this system, the C / N is preferably less than 1.

【0072】さらに、この系で最大の硬度を示したC/
N≒0.7の粉末を平均粒径2μm程度に調製した後、
Niを7重量%添加してボールミルで湿式混合した。こ
の混合粉末を150MPaで加圧成形した後、窒素雰囲
気中1400℃で1.5時間保持することにより焼結さ
せてTi−Al−Nb−(C,N)とNiとの複合材を
作製した。この複合材の相対密度は略100%であっ
た。
Further, C / C, which exhibited the maximum hardness in this system,
After preparing a powder of N ≒ 0.7 to an average particle size of about 2 μm,
Ni was added by 7% by weight and wet-mixed with a ball mill. After press-molding this mixed powder at 150 MPa, it was sintered at 1400 ° C. for 1.5 hours in a nitrogen atmosphere to produce a composite material of Ti—Al—Nb— (C, N) and Ni. . The relative density of this composite was approximately 100%.

【0073】また、この複合材につきロックウェル硬
度、抗折強度を測定したところ、それぞれ、93.4〜
94.0、3GPaであった。これらの値は、TiCお
よびNbCとNiとからなるサーメットに比して、それ
ぞれ、2ポイント、1GPa高かった。
When the Rockwell hardness and the transverse rupture strength of this composite material were measured, the values were 93.4 to 93.4, respectively.
94.0 and 3 GPa. These values were higher by 2 points and 1 GPa, respectively, than the cermet composed of TiC, NbC and Ni.

【0074】以上のことから、多元系セラミックス粉末
を原料とする焼結体は、TiCやTiN等の2元系セラ
ミックスを原料とする焼結体に比して高硬度を示すもの
であることが明らかである。
From the above, it can be seen that a sintered body using multi-component ceramic powder as a raw material has higher hardness than a sintered body using binary ceramic such as TiC or TiN as a raw material. it is obvious.

【0075】[0075]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る多元
系セラミックス粉末によれば、2種以上の金属とN、さ
らにはCを構成成分としている。このため、この粉末を
原料として得られる焼結体は、1種の金属の窒化物また
は炭窒化物である2元系窒化物セラミックス粉末または
2元系炭窒化物セラミックス粉末を原料として得られる
焼結体に比して高硬度を示すという効果が達成される。
As described above, according to the multi-component ceramic powder of the present invention, two or more kinds of metals, N, and C are constituents. For this reason, a sintered body obtained using this powder as a raw material is a sintered body obtained using a binary nitride ceramic powder or a binary carbonitride ceramic powder as a nitride or carbonitride of one kind of metal as a raw material. The effect of exhibiting high hardness as compared with the union is achieved.

【0076】また、本発明に係る多元系セラミックス粉
末の製造方法によれば、2種以上の金属をメカニカルア
ロイングにより合金化し、この合金の表面に形成された
酸化物膜を還元した後に窒化または炭窒化を行うように
している。このため、合金をその表面から内部に亘り確
実に窒化または炭窒化することができ、結局、容易かつ
簡便に、しかも、低コストで多元系セラミックス粉末を
得ることができるという効果が達成される。
Further, according to the method for producing a multi-component ceramic powder according to the present invention, two or more metals are alloyed by mechanical alloying, and after reducing the oxide film formed on the surface of the alloy, nitriding or Carbonitriding is performed. Therefore, the alloy can be surely nitrided or carbonitrided from the surface to the inside thereof, and as a result, the effect of easily and simply obtaining multi-element ceramic powder at low cost can be achieved.

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

【図1】本実施の形態に係る多元系セラミックス粉末の
製造方法のフローチャートである。
FIG. 1 is a flowchart of a method for producing a multi-component ceramic powder according to the present embodiment.

【図2】実施例1〜28および比較例1〜3の焼結体の
原料である多元系セラミックス粉末を得る際の各粉末の
混合割合およびビッカース硬度を示す図表である。
FIG. 2 is a table showing a mixing ratio of each powder and Vickers hardness when obtaining multi-component ceramic powders as raw materials of sintered bodies of Examples 1 to 28 and Comparative Examples 1 to 3.

【図3】前記多元系セラミックス粉末を得る際の焼成処
理工程S2における焼成パターンである。
FIG. 3 is a firing pattern in a firing process step S2 for obtaining the multi-component ceramic powder.

【図4】Ti−Al−Nb−(C,N)系セラミックス
粉末を得る際のカーボンブラックの添加割合と焼結体の
Hvとの関係を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the addition ratio of carbon black and Hv of a sintered body when obtaining a Ti—Al—Nb— (C, N) ceramic powder.

【図5】Ti−Al−Nb−(C,N)系セラミックス
粉末におけるC/N(原子比)と焼結体のHvとの関係
を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a relationship between C / N (atomic ratio) in Ti-Al-Nb- (C, N) -based ceramic powder and Hv of a sintered body.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4G030 AA44 AA45 AA48 AA49 BA18 BA19 BA20 GA01 GA23 GA24 GA26 4G048 AA00 AA08 AB06  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4G030 AA44 AA45 AA48 AA49 BA18 BA19 BA20 GA01 GA23 GA24 GA26 4G048 AA00 AA08 AB06

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】Ti、Al、V、Nb、Zr、Hf、M
o、Ta、Cr、Wの群から選択される少なくとも2種
の金属元素と、Nとを構成成分としたことを特徴とする
多元系セラミックス粉末。
1. Ti, Al, V, Nb, Zr, Hf, M
A multi-component ceramic powder comprising N as at least two metal elements selected from the group consisting of o, Ta, Cr, and W, and N.
【請求項2】請求項1記載の多元系セラミックス粉末に
おいて、さらに、Cを構成成分としたことを特徴とする
多元系セラミックス粉末。
2. The multi-component ceramic powder according to claim 1, further comprising C as a constituent.
【請求項3】請求項2記載の多元系セラミックス粉末に
おいて、CとNとの原子比がC/N<1であることを特
徴とする多元系セラミックス粉末。
3. The multi-component ceramic powder according to claim 2, wherein the atomic ratio of C to N is C / N <1.
【請求項4】請求項1〜3のいずれか1項に記載の多元
系セラミックス粉末において、不可逆不純物として含有
されたOの割合が0.5重量%以下であることを特徴と
する多元系セラミックス粉末。
4. The multi-component ceramic powder according to claim 1, wherein the proportion of O contained as an irreversible impurity is 0.5% by weight or less. Powder.
【請求項5】Ti、Al、V、Nb、Zr、Hf、M
o、Ta、Cr、Wの群から選択される少なくとも2種
の金属の粉末と、還元剤と、前記金属の窒化または炭窒
化を促進する触媒とを混合し、前記2種の金属同士をメ
カニカルアロイングにより合金化して合金とする工程
と、 前記合金を含む混合粉末を窒素ガス存在下で焼成処理し
て前記合金を窒化または炭窒化することにより多元系セ
ラミックスとする工程と、 を有することを特徴とする多元系セラミックス粉末の製
造方法。
5. Ti, Al, V, Nb, Zr, Hf, M
a powder of at least two metals selected from the group consisting of o, Ta, Cr, and W, a reducing agent, and a catalyst that promotes nitriding or carbonitriding of the metals are mixed, and the two metals are mechanically combined with each other. Alloying by alloying to form an alloy; and baking the mixed powder containing the alloy in the presence of nitrogen gas to nitride or carbonitride the alloy to form a multi-component ceramic. Characteristic method for producing multi-component ceramic powder.
【請求項6】請求項5記載の製造方法において、アルカ
リ土類金属または粉末炭素材の少なくともいずれか一方
を前記還元剤として使用することを特徴とする多元系セ
ラミックス粉末の製造方法。
6. The method according to claim 5, wherein at least one of an alkaline earth metal and a powdered carbon material is used as said reducing agent.
【請求項7】請求項6の製造方法において、前記粉末炭
素材の添加割合を0.1重量%〜11.6重量%とする
ことを特徴とする多元系セラミックス粉末の製造方法。
7. The method for producing a multi-component ceramic powder according to claim 6, wherein an addition ratio of said powdered carbon material is 0.1% by weight to 11.6% by weight.
【請求項8】請求項5〜7のいずれか1項に記載の製造
方法において、アルカリ土類金属、第VIIA族元素ま
たは第VIII族元素の少なくともいずれか1つの粉末
を前記触媒として使用することを特徴とする多元系セラ
ミックス粉末の製造方法。
8. The method according to claim 5, wherein a powder of at least one of an alkaline earth metal, a Group VIIA element and a Group VIII element is used as the catalyst. A method for producing a multi-component ceramic powder, comprising:
【請求項9】請求項5〜8のいずれか1項に記載の製造
方法において、さらに、前記多元系セラミックス粉末を
酸溶液で処理する工程を有することを特徴とする多元系
セラミックス粉末の製造方法。
9. The method according to claim 5, further comprising a step of treating the multi-component ceramic powder with an acid solution. .
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CN115196964A (en) * 2021-04-14 2022-10-18 河南科技大学 Preparation method of sodium-containing molybdenum oxide ceramic sputtering target
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Cited By (5)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115196964A (en) * 2021-04-14 2022-10-18 河南科技大学 Preparation method of sodium-containing molybdenum oxide ceramic sputtering target
CN115196964B (en) * 2021-04-14 2023-07-25 河南科技大学 Preparation method of sodium-containing molybdenum oxide ceramic sputtering target material
CN116354726A (en) * 2023-03-20 2023-06-30 广东华中科技大学工业技术研究院 Ultra-high hardness boron carbide ceramic material and preparation method thereof
CN116535215A (en) * 2023-05-08 2023-08-04 中南大学 Preparation method of non-stoichiometric multi-carbide ceramic
CN116535215B (en) * 2023-05-08 2023-12-19 中南大学 Preparation method of non-stoichiometric multi-carbide ceramic

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