JP2008285349A - 窒化珪素焼結体とそれを用いた摺動部材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】窒化珪素焼結体は、窒化珪素結晶粒子と、2質量%以上15質量%以下の範囲の焼結助剤成分とを含有する、窒化珪素焼結体を構成する窒化珪素結晶粒子は、短径Sに対する長径Lの比(L/S比)が5以上の針状結晶粒子を面積比で10%以上含む。このような針状結晶粒子はL/S比の平均値が6〜8の範囲で、L/S比の標準偏差が0.8以上である。窒化珪素焼結体は例えばベアリングボール2として用いられる。
【選択図】図1
Description
x={Σ(L/S比×個数)}/個数 …(1)
σ=[Σ{((L/S比×個数)/個数)−x)2}/(個数−1)]1/2 …(2)
酸素含有量が1.3質量%、平均粒径が0.7μmの窒化珪素粉末を用意した。この窒化珪素粉末に対して、焼結助剤として平均粒径が0.8μmの酸化イットリウム粉末を2質量%、平均粒径が0.9μmの酸化アルミニウム粉末を2質量%、平均粒径が0.7μmの窒化アルミニウム粉末を2質量%、平均粒径が1μmの酸化チタン粉末を1質量%の割合で添加し、これらを湿式混合した後に乾燥して原料混合粉末を調製した。
実施例1と同一の窒化珪素粉末に、表2に示す原料組成となるように焼結助剤粉末等を添加して原料混合粉末を調製した。各原料混合粉末に有機バインダを添加して混合した後にCIP法で成形した。得られた各成形体を空気気流中で脱脂した後に雰囲気加圧焼結した。さらに、各焼結体に対してHIP処理を施すことによって、目的とする窒化珪素焼結体をそれぞれ得た。雰囲気加圧焼結およびHIP処理の条件は表3に示す通りである。各窒化珪素焼結体の特性および同条件で作製した窒化珪素ボールの特性を実施例1と同様にして測定した。それらの結果を表4および表5に示す。
雰囲気加圧焼結およびHIP処理時の条件を変更する以外は、実施例1と同様にして窒化珪素焼結体を作製した。各窒化珪素焼結体の特性および同条件で作製した窒化珪素ボールの特性を実施例1と同様にして測定した。それらの結果を表4および表5に示す。
Claims (10)
- 窒化珪素結晶粒子と、2質量%以上15質量%以下の範囲の焼結助剤成分とを含有する窒化珪素焼結体であって、
前記窒化珪素結晶粒子は、短径Sに対する長径Lの比(L/S比)が5以上の針状結晶粒子を面積比で10%以上含み、かつ前記針状結晶粒子のL/S比の平均値が6〜8の範囲で、標準偏差が0.8以上であることを特徴とする窒化珪素焼結体。 - 請求項1記載の窒化珪素焼結体において、
前記針状結晶粒子の長径Lは40μm以下であることを特徴とする窒化珪素焼結体。 - 請求項1または請求項2記載の窒化珪素焼結体において、
ヤング率が290GPa以上であることを特徴とする窒化珪素焼結体。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか1項記載の窒化珪素焼結体において、
破壊靭性値が6.0MPa・m1/2以上であることを特徴とする窒化珪素焼結体。 - 請求項1ないし請求項4のいずれか1項記載の窒化珪素焼結体において、
前記窒化珪素焼結体と研磨板とを同方向に回転させ、平均粒径が6μmのダイヤモンド砥粒を塗布しつつ、8N/mm2以上の荷重によりラップ加工したときに、粒径が5μm以上の脱粒が生じることを特徴とする窒化珪素焼結体。 - 請求項1ないし請求項5のいずれか1項記載の窒化珪素焼結体において、
前記焼結助剤成分として、1質量%以上6質量%以下の範囲の希土類元素と、0.5質量%以上6質量%以下の範囲のAlとを含有することを特徴とする窒化珪素焼結体。 - 請求項6記載の窒化珪素焼結体において、
さらに、Ti、Zr、Hf、W、Mo、Ta、NbおよびCrから選ばれる少なくとも1種の金属元素を、前記金属元素の単体または前記金属元素の化合物として0.01質量%以上5質量%以下の範囲で含有することを特徴とする窒化珪素焼結体。 - 請求項1ないし請求項7のいずれか1項記載の窒化珪素焼結体を具備することを特徴とする摺動部材。
- 請求項8記載の摺動部材において、
ベアリングボールであることを特徴とする摺動部材。 - 請求項9記載の摺動部材において、
前記ベアリングボールは2球圧砕強度が100N/mm2以上であることを特徴とする摺動部材。
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