JP2005298304A - 高緻密質炭化ケイ素セラミックスおよびその製造方法 - Google Patents
高緻密質炭化ケイ素セラミックスおよびその製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 酸化アルミニウム1〜10質量%と希土類酸化物1〜10質量%とを含み残部がケイ素および不可避的不純物からなり、かつ前記酸化アルミニウム中のアルミニウムと前記希土類酸化物中の希土類元素との比率がモル比で95:5〜65:35の範囲である原料粉末を成形してなる成形体を、原料粉末と同じ成分範囲からなる混合粉末中に埋め込んで、不活性ガス雰囲気中で1750〜2100℃で常圧焼成を行う製造方法である。この製造方法によって、密度が3.10g/cm3以上、ヤング率が405GPa以上であることを特徴とする高緻密質炭化ケイ素セラミックスが得られる。
【選択図】 なし
Description
炭化ケイ素粉末(平均粒径0.7μm)と酸化アルミニウム(平均粒径0.3μm)および各種希土類酸化物(平均粒径1.0μm)に分散剤、結合剤を添加し、水と混合した後、スプレードライにより造粒乾燥したものを、一軸加圧成形した後CIP成形してφ75×35mmの成形体を得た。これらの成形体をカーボン製のルツボ内に成形体と同組成の粉末中に埋込み、アルゴン雰囲気下1850〜2000℃で4〜8時間保持し、常圧焼成した。常圧焼成における1500℃から焼成温度までの昇温速度は、30℃/hrとした。組成、希土類酸化物の種類、焼成方法は、表1に示すとおりであり、本発明の組成のものと、比較例として本発明の範囲外のものについて、試験を行った。
実施例1で作製した焼結体を1900℃、アルゴンガス圧196MPaで3時間HIP処理を行った。組成、希土類酸化物の種類、焼成方法および各試験結果を表2に示す。
炭化ケイ素粉末(平均粒径0.7μm)と酸化アルミニウム(平均粒径0.3μm)および各種希土類酸化物(平均粒径1.0μm)にアセトンを溶媒として用い、ボールミルにより湿式混合した。これを乾燥、粉砕後、60×90mmの黒鉛製ダイスを用いて、1900〜1950℃で一軸加圧40MPaの圧力で3時間、ホットプレス焼成を行い、60×90×10mmの焼結体を得た。組成、希土類酸化物の種類、焼成方法および各試験結果を表3に示す。
Claims (7)
- アルミニウムおよび希土類元素を含む複合酸化物を2〜20質量%含む炭化ケイ素セラミックスであって、前記複合酸化物中のアルミニウムと希土類元素との比率がモル比で95:5〜65:35の範囲であり、かつ、前記炭化ケイ素セラミックスの密度が3.10g/cm3以上、ヤング率が405GPa以上であることを特徴とする高緻密質炭化ケイ素セラミックス。
- 前記炭化ケイ素セラミックスの密度が3.20g/cm3以上、ヤング率が420GPa以上であることを特徴とする請求項1記載の高緻密質炭化ケイ素セラミックス。
- 前記炭化ケイ素セラミックスが、平均表面粗度が20nm以下の表面を少なくとも一部に有する請求項1記載の高緻密質炭化ケイ素セラミックス。
- 酸化アルミニウム1〜10質量%と希土類酸化物1〜10質量%とを含み、残部が炭化ケイ素および不可避的不純物からなり、かつ、前記酸化アルミニウム中のアルミニウムと前記希土類酸化物中の希土類元素との比率がモル比で95:5〜65:35の範囲である原料粉末を成形してなる成形体を、酸化アルミニウム粉末1〜20質量%、希土類酸化物粉末1〜20質量%、残部が炭化ケイ素粉末および不可避的不純物からなる混合粉末中に埋め込んで、不活性ガス雰囲気中1750〜2100℃で常圧焼成を行うことを特徴とする高緻密質炭化ケイ素セラミックスの製造方法。
- 前記常圧焼成において、1500℃以上での昇温速度を60℃/hr以下とする請求項4記載の高緻密質炭化ケイ素セラミックスの製造方法。
- 請求項4または5記載の製造方法で得られた炭化ケイ素セラミックスを、1750〜2100℃で、不活性ガスを圧力媒体として40MPa以上のガス圧下でHIP処理することを特徴とする高緻密質炭化ケイ素セラミックスの製造方法。
- 酸化アルミニウム1〜10質量%と希土類酸化物1〜10質量%とを含み、残部が炭化ケイ素および不可避的不純物からなり、かつ、前記酸化アルミニウム中のアルミニウムと前記希土類酸化物中の希土類元素との比率がモル比で95:5〜65:35の範囲である原料粉末を、不活性ガス雰囲気中、1750〜2100℃、10MPa以上の圧力でホットプレスすることを特徴とする高緻密質炭化ケイ素セラミックスの製造方法。
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