JP2539018B2 - Ａｌ▲下２▼Ｏ▲下３▼基セラミックス - Google Patents
Ａｌ▲下２▼Ｏ▲下３▼基セラミックスInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、Al2O3基セラミックスに関し、特に靱性と
耐摩耗性を必要とする切削工具やダイス抽伸プラグ等の
治工具類、電気伝導性と耐熱衝撃性を必要とするセラミ
ックスヒータ等の電子部品類、および、耐食性、耐酸化
性、耐摩耗性および破壊靱性を必要とするメカニカルシ
ールやポンプ等の機械部品類に用いて好適なAl2O3基セ
ラミックスに関するものである。
耐摩耗性を必要とする切削工具やダイス抽伸プラグ等の
治工具類、電気伝導性と耐熱衝撃性を必要とするセラミ
ックスヒータ等の電子部品類、および、耐食性、耐酸化
性、耐摩耗性および破壊靱性を必要とするメカニカルシ
ールやポンプ等の機械部品類に用いて好適なAl2O3基セ
ラミックスに関するものである。
（従来の技術） Al2O3基セラミックスは、耐食性、耐酸化性、耐摩耗
性に優れており、また、従来多用されてきたSi3N4等の
セラミックスに比較し、原料粉末が安価であること及び
低温での焼結により製造できること等のために経済的に
格段有利であるので、注目されている。しかし、Si3N4
等のセラミックスに比較して、強度、高温強度、破壊靱
性および耐熱衝撃性が劣っているという欠点がある。
性に優れており、また、従来多用されてきたSi3N4等の
セラミックスに比較し、原料粉末が安価であること及び
低温での焼結により製造できること等のために経済的に
格段有利であるので、注目されている。しかし、Si3N4
等のセラミックスに比較して、強度、高温強度、破壊靱
性および耐熱衝撃性が劣っているという欠点がある。
そこでAl2O3基セラミックスの改善研究が種々なされ
ている。その結果、TiC等の高硬質セラミックスあるい
は更にMgO等の粒成長抑制剤をAl2O3に分散添加し、焼結
してなるAl2O3基セラミックスが開発されている。例え
ば、特公昭58−57390号公報には、TiC:40重量％以下、
粒成長抑制剤:1重量％以下を含有するAl2O3基セラミッ
クス、又、特開昭58−161969号公報には、TiO2:5〜15重
量％を含有するTiC粉末:10〜40重量％とAl2O3粉末:55〜
90重量％とからなる配合物100重量部に、Dy2O3:0.05〜
2.0重量部とMgO等:0.05〜2.0重量部を添加・混合し、成
形、焼結してなるAl2O3基セラミックスが提示されてい
る。
ている。その結果、TiC等の高硬質セラミックスあるい
は更にMgO等の粒成長抑制剤をAl2O3に分散添加し、焼結
してなるAl2O3基セラミックスが開発されている。例え
ば、特公昭58−57390号公報には、TiC:40重量％以下、
粒成長抑制剤:1重量％以下を含有するAl2O3基セラミッ
クス、又、特開昭58−161969号公報には、TiO2:5〜15重
量％を含有するTiC粉末:10〜40重量％とAl2O3粉末:55〜
90重量％とからなる配合物100重量部に、Dy2O3:0.05〜
2.0重量部とMgO等:0.05〜2.0重量部を添加・混合し、成
形、焼結してなるAl2O3基セラミックスが提示されてい
る。
（発明が解決しようとする課題） ところが、上記の特公昭58−57390号公報や特開昭58
−161969号公報等に示されるような従来のAl2O3基セラ
ミックスは、強度、熱衝撃性が改善されたものの、約10
0Kg/mm2の強度を有しているSi3N4等のセラミックスに比
較して強度が低いという問題点がある。
−161969号公報等に示されるような従来のAl2O3基セラ
ミックスは、強度、熱衝撃性が改善されたものの、約10
0Kg/mm2の強度を有しているSi3N4等のセラミックスに比
較して強度が低いという問題点がある。
この強度改善を図るべく、添加するTiC粉末として超
微粒子（平均粒径１μｍ以下）ものを使用し、焼結組織
の微細化が試みられている。しかし、超微粒子（平均粒
径１μｍ以下）のTiC粉末を使用する場合は、従来使用
されている粗い（平均粒径１μｍ以上）TiC粉末に比べ
て著しく酸化され易いという性質があるため、焼結中に
Al2O3により酸化され、CO,CO2ガスが発生し、そして、
このガスがポアとして焼結体中に残留するため、焼結性
が顕著に低下するという問題点がある。
微粒子（平均粒径１μｍ以下）ものを使用し、焼結組織
の微細化が試みられている。しかし、超微粒子（平均粒
径１μｍ以下）のTiC粉末を使用する場合は、従来使用
されている粗い（平均粒径１μｍ以上）TiC粉末に比べ
て著しく酸化され易いという性質があるため、焼結中に
Al2O3により酸化され、CO,CO2ガスが発生し、そして、
このガスがポアとして焼結体中に残留するため、焼結性
が顕著に低下するという問題点がある。
本発明はこの様な事情に着目してなされたものであっ
て、その目的は従来のものがもつ以上のような問題点を
解消し、Si3N4等のセラミックスと同等もしくはそれ以
上の強度を有するAl2O3基セラミックスを提供しようと
するものである。
て、その目的は従来のものがもつ以上のような問題点を
解消し、Si3N4等のセラミックスと同等もしくはそれ以
上の強度を有するAl2O3基セラミックスを提供しようと
するものである。
（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明は次のような構
成のAl2O3基セラミックスとしている。
成のAl2O3基セラミックスとしている。
即ち、第１請求項に係るセラミックスは、C:16.5〜1
9.0重量％およびO:1.0〜6.0重量％を含有し、且つ、平
均粒径:1μｍ以下であるTiCを５〜40重量％含むα型Al2
O3焼結体よりなることを特徴とするAl2O3基セラミック
スである。
9.0重量％およびO:1.0〜6.0重量％を含有し、且つ、平
均粒径:1μｍ以下であるTiCを５〜40重量％含むα型Al2
O3焼結体よりなることを特徴とするAl2O3基セラミック
スである。
第２請求項に係るセラミックスは、焼結助剤としてMg
O,ZrO2,TiO2,Y2O3,Cr2O3,NiO,Cr3C2の１種または２種以
上を0.1乃至3.0重量％含む第１請求項に記載のAl2O3基
セラミックスである。
O,ZrO2,TiO2,Y2O3,Cr2O3,NiO,Cr3C2の１種または２種以
上を0.1乃至3.0重量％含む第１請求項に記載のAl2O3基
セラミックスである。
第３請求項に係るセラミックスは、予め酸化雰囲気中
で200〜350℃の熱処理を施したTiCを用いる第１請求項
または第２請求項に記載のAl2O3基セラミックスであ
る。
で200〜350℃の熱処理を施したTiCを用いる第１請求項
または第２請求項に記載のAl2O3基セラミックスであ
る。
（作 用） 本発明は、以上説明したように、TiC中のＣを16.5〜1
9.0重量％、Ｏを1.0〜6.0重量％としている。即ち、TiC
粉末としては、該粉末中のＣを16.5〜19.0重量％、Ｏを
1.0〜6.0重量％としたもの（以降、本発明に係るTiC粉
末という）が使用されることになる。通常のTiC粉末の
場合、その粉末中Ｃは19.0〜19.5重量％、Ｏは0.5〜1.0
重量％である。従って、本発明に係るTiC粉末は、通常
のTiC粉末に比較し、Ｃ量は低く、Ｏ量は高いものであ
る。
9.0重量％、Ｏを1.0〜6.0重量％としている。即ち、TiC
粉末としては、該粉末中のＣを16.5〜19.0重量％、Ｏを
1.0〜6.0重量％としたもの（以降、本発明に係るTiC粉
末という）が使用されることになる。通常のTiC粉末の
場合、その粉末中Ｃは19.0〜19.5重量％、Ｏは0.5〜1.0
重量％である。従って、本発明に係るTiC粉末は、通常
のTiC粉末に比較し、Ｃ量は低く、Ｏ量は高いものであ
る。
このように本発明に係るTiC粉末はＣ量が低いので、
このTiC粉末とAl2O3粉末、あるいは更に焼結助剤を含む
混合物を焼結して焼結体にするとき、Al2O3との反応が
生じ難い。何故なら、焼結中におけるTiC粉末とAl2O3と
の反応は、TiOがAl2O3により酸化され、TiC中のＣがC
O、またはCO2ガスとなる反応であるので、化学平衡の原
則からして、酸化されるＣ量が少ない程、この反応は生
じ難いからである。
このTiC粉末とAl2O3粉末、あるいは更に焼結助剤を含む
混合物を焼結して焼結体にするとき、Al2O3との反応が
生じ難い。何故なら、焼結中におけるTiC粉末とAl2O3と
の反応は、TiOがAl2O3により酸化され、TiC中のＣがC
O、またはCO2ガスとなる反応であるので、化学平衡の原
則からして、酸化されるＣ量が少ない程、この反応は生
じ難いからである。
また、本発明に係るTiC粉末はＯ量が高いので、このT
iC粉末とAl2O3粉末、焼結助剤との混合物を焼結して焼
結体にするとき、Al2O3との反応が生じ難い。これは、T
iC粉末表面のTiO2被覆層の作用に因る。即ち、TiC粉末
中のＯは、その殆どがTiO2としてTiC粉末の表面に存在
しているので、TiC粉末の表面はTiO2によって被われて
いる。Ｏ量が高い程、TiO2が多いという関係があるの
で、TiC粉末の表面がTiO2によって被われる面積率（TiO
2被覆率）が高くなる。ところでこのTiO2被覆層は酸化
物であるので、Al2O3との反応生成物であるCOガス等を
生じるものではない。また、このTiO2被覆層はTiCとAl2
O3との接触を遮るので、TiCとAl2O3との反応を防止する
という作用がある。この作用効果は、TiO2被覆率が高い
程、TiO2被覆層が厚い程、またTiO2被覆層に欠陥が少な
い程、大きくなる。本発明に係るTiC粉末は、Ｏ量が高
いのでTiO2被覆率が高く、TiO2被覆層が厚いので、前記
TiC粉末中Ｃの作用効果に加えて、更にAl2O3との反応が
生じ難いものとなるのである。
iC粉末とAl2O3粉末、焼結助剤との混合物を焼結して焼
結体にするとき、Al2O3との反応が生じ難い。これは、T
iC粉末表面のTiO2被覆層の作用に因る。即ち、TiC粉末
中のＯは、その殆どがTiO2としてTiC粉末の表面に存在
しているので、TiC粉末の表面はTiO2によって被われて
いる。Ｏ量が高い程、TiO2が多いという関係があるの
で、TiC粉末の表面がTiO2によって被われる面積率（TiO
2被覆率）が高くなる。ところでこのTiO2被覆層は酸化
物であるので、Al2O3との反応生成物であるCOガス等を
生じるものではない。また、このTiO2被覆層はTiCとAl2
O3との接触を遮るので、TiCとAl2O3との反応を防止する
という作用がある。この作用効果は、TiO2被覆率が高い
程、TiO2被覆層が厚い程、またTiO2被覆層に欠陥が少な
い程、大きくなる。本発明に係るTiC粉末は、Ｏ量が高
いのでTiO2被覆率が高く、TiO2被覆層が厚いので、前記
TiC粉末中Ｃの作用効果に加えて、更にAl2O3との反応が
生じ難いものとなるのである。
本発明は、上記の如くTiC粉末とAl2O3粉末、あるいは
更に焼結助剤を含む混合物を焼結して焼結体にすると
き、Al2O3との反応が生じ難いので、TiC粉末が超微粒子
（平均粒径１μｍ以下）のものであっても、焼結時のCO
またはCO2ガス発生が抑制され、そのためにガス残留に
よるポアの発生がなくなり、焼結性の低下が生じなくな
る。従って、何ら支障を生ずることなく、TiC粉末とし
て超微粒子（平均粒径１μｍ以下）のものを使用でき
る。そこで、本発明に係るTiC粉末として超微粒子（平
均粒径１μｍ以下）のものを使用するようにしている。
そのため、TiCの強化作用に加えて、更に超微粒子TiCの
焼結組織微細化作用により、強度が大幅に改善される。
更に焼結助剤を含む混合物を焼結して焼結体にすると
き、Al2O3との反応が生じ難いので、TiC粉末が超微粒子
（平均粒径１μｍ以下）のものであっても、焼結時のCO
またはCO2ガス発生が抑制され、そのためにガス残留に
よるポアの発生がなくなり、焼結性の低下が生じなくな
る。従って、何ら支障を生ずることなく、TiC粉末とし
て超微粒子（平均粒径１μｍ以下）のものを使用でき
る。そこで、本発明に係るTiC粉末として超微粒子（平
均粒径１μｍ以下）のものを使用するようにしている。
そのため、TiCの強化作用に加えて、更に超微粒子TiCの
焼結組織微細化作用により、強度が大幅に改善される。
前記TiC粉末中のＣを16.5〜19.0重量％としたのは、1
6.5重量％未満ではTiCが少なく、高い強度、硬度が得ら
れなくなり、また、19.0重量％を越えると焼結中にAl2O
3との反応が生じ易くなり、焼結性が低下するからであ
る。
6.5重量％未満ではTiCが少なく、高い強度、硬度が得ら
れなくなり、また、19.0重量％を越えると焼結中にAl2O
3との反応が生じ易くなり、焼結性が低下するからであ
る。
TiC粉末中のＯを1.0〜6.0重量％としたのは、1.0重量
％未満ではTiO2が少なく、焼結中にAl2O3との反応が生
じ易くなるため、焼結性が低下し、また、6.0重量％を
越えるとAl2O3の粒成長作用を有するTiO2が多くなるの
で、Al2O3の成長が生じ、高い強度、硬度が得られなく
なるからである。
％未満ではTiO2が少なく、焼結中にAl2O3との反応が生
じ易くなるため、焼結性が低下し、また、6.0重量％を
越えるとAl2O3の粒成長作用を有するTiO2が多くなるの
で、Al2O3の成長が生じ、高い強度、硬度が得られなく
なるからである。
TiCを５〜40重量％としているのは、５重量％未満で
は高い強度、硬度が得られなくなり、また、40重量％を
越えると相対的にAl2O3が減少してAl2O3の有する優れた
特性（耐食性等）が劣化するからである。
は高い強度、硬度が得られなくなり、また、40重量％を
越えると相対的にAl2O3が減少してAl2O3の有する優れた
特性（耐食性等）が劣化するからである。
更に、焼結助剤を添加する方が望ましく、その場合は
特に、MgO,ZrO2,TiO2,Y2O3,Cr2O3,NiO,Cr3C2の１種また
は２種以上を0.1〜3.0重量％添加含有させるのが良い。
このようにすると、焼結助剤無添加の場合に比較して焼
結が促進され、且つ焼結組織がより微細化され、そして
均一化されるからである。この効果は添加量が0.1重量
％未満では認められず、3.0重量％を越えると焼結体の
硬度、高温強度および熱衝撃性が低下する。
特に、MgO,ZrO2,TiO2,Y2O3,Cr2O3,NiO,Cr3C2の１種また
は２種以上を0.1〜3.0重量％添加含有させるのが良い。
このようにすると、焼結助剤無添加の場合に比較して焼
結が促進され、且つ焼結組織がより微細化され、そして
均一化されるからである。この効果は添加量が0.1重量
％未満では認められず、3.0重量％を越えると焼結体の
硬度、高温強度および熱衝撃性が低下する。
特にCr2O3又はCr3C2を0.2〜2.0重量％及びMgO,ZrO2,T
iO2,Y2O3の１種または２種以上を0.2〜2.0重量％、或い
は、Y2O3を0.2〜2.0重量％及びMgO,ZrO2,TiO2の１種ま
たは２種以上を0.2〜2.0重量％、或いは、ZrO2を0.2〜
2.0重量％及びMgO,TiO2の１種または２種以上を0.2〜2.
0重量％含有させる事が好ましい。
iO2,Y2O3の１種または２種以上を0.2〜2.0重量％、或い
は、Y2O3を0.2〜2.0重量％及びMgO,ZrO2,TiO2の１種ま
たは２種以上を0.2〜2.0重量％、或いは、ZrO2を0.2〜
2.0重量％及びMgO,TiO2の１種または２種以上を0.2〜2.
0重量％含有させる事が好ましい。
C:16.5〜19.0重量％及びO:1.0〜6.0重量％を含有する
TiC粉末は、TiC粉末を酸化雰囲気中で200〜350℃で加熱
することにより得られる。200℃未満ではＣが多く、Ｏ
が少なくなり、また350℃を越えるとＣが少なく、Ｏが
多くなって、前記Ｃ量、Ｏ量の範囲を外れる。
TiC粉末は、TiC粉末を酸化雰囲気中で200〜350℃で加熱
することにより得られる。200℃未満ではＣが多く、Ｏ
が少なくなり、また350℃を越えるとＣが少なく、Ｏが
多くなって、前記Ｃ量、Ｏ量の範囲を外れる。
尚、焼結体の平均粒径については、特に高強度化、高
硬度化、高靱性化の点から１μｍ以下にすることが望ま
しい。このような粒径を得るには、Al2O3粉末として
は、0.1〜0.5μｍの粒径を有するものが好ましい。この
ような粒径のAl2O3粉末は、アンモニウムみょうばんの
焙焼により得ることができる。
硬度化、高靱性化の点から１μｍ以下にすることが望ま
しい。このような粒径を得るには、Al2O3粉末として
は、0.1〜0.5μｍの粒径を有するものが好ましい。この
ような粒径のAl2O3粉末は、アンモニウムみょうばんの
焙焼により得ることができる。
また、焼結が行われる雰囲気については、酸素分圧が
10-2Torr,以下の不活性雰囲気とするのが望ましい。そ
れは、酸素分圧が10-2Torr,を越えると、その雰囲気中
の酸素により焼結時にTiC粉末が酸化され過ぎて、体積
膨張が生じ、そのために焼結体に割れが発生し、更には
焼結体が破壊するからである。また、割れを生ずること
なく焼結体が得られたとしても、酸化されてできたTiO2
が焼結体中３重量％を越えると高い硬度が得られなくな
る。
10-2Torr,以下の不活性雰囲気とするのが望ましい。そ
れは、酸素分圧が10-2Torr,を越えると、その雰囲気中
の酸素により焼結時にTiC粉末が酸化され過ぎて、体積
膨張が生じ、そのために焼結体に割れが発生し、更には
焼結体が破壊するからである。また、割れを生ずること
なく焼結体が得られたとしても、酸化されてできたTiO2
が焼結体中３重量％を越えると高い硬度が得られなくな
る。
（実施例） 本発明の実施例を以下に説明する。
実施例１ 実施例１に係るAl2O3基セラミックス（焼結体）の製
造条件を第１表に示す。第１表に示すように、粒径0.2
μｍのTiC粉末を230℃で30分間加熱し、該粉末中のＣを
18.51重量％、Ｏを2.1重量％に調整した。又、一部のも
の（実験No.7及び８）については、加熱温度を300℃と
し、Ｃを16.8重量％、Ｏを5.5重量％に調整した。
造条件を第１表に示す。第１表に示すように、粒径0.2
μｍのTiC粉末を230℃で30分間加熱し、該粉末中のＣを
18.51重量％、Ｏを2.1重量％に調整した。又、一部のも
の（実験No.7及び８）については、加熱温度を300℃と
し、Ｃを16.8重量％、Ｏを5.5重量％に調整した。
上記調整後、TiC粉末にα型Al2O3粉末あるいは更に焼
結助剤を添加し、又、分散媒としてエチルアルコールを
添加した。尚、Al2O3粉末の粒径は、0.10及び0.25μｍ
の２種類とした。TiC粉末の量は10、30及び40重量％の
３種類とした。また焼結助剤を添加する場合、その焼結
助剤はY2O3（0.5％）、Cr2O3（1.0％）のもの、MgO（0.
5％）、ZrO2（1.0％）のもの或いはTiO2（0.5％）、NiO
（1.0％）のものを使用した。尚、焼結助剤の（ ）内
の数字はTiC粉末、Al2O3粉末および焼結助剤の全量に対
する焼結助剤の重量％である（以降、同様）。
結助剤を添加し、又、分散媒としてエチルアルコールを
添加した。尚、Al2O3粉末の粒径は、0.10及び0.25μｍ
の２種類とした。TiC粉末の量は10、30及び40重量％の
３種類とした。また焼結助剤を添加する場合、その焼結
助剤はY2O3（0.5％）、Cr2O3（1.0％）のもの、MgO（0.
5％）、ZrO2（1.0％）のもの或いはTiO2（0.5％）、NiO
（1.0％）のものを使用した。尚、焼結助剤の（ ）内
の数字はTiC粉末、Al2O3粉末および焼結助剤の全量に対
する焼結助剤の重量％である（以降、同様）。
上記添加後、これを湿式ミルを用いて22時間混合した
後、バインダ作用を有するポリビニルアルコールを２％
添加し、更に２時間混合した。その後スプレードライヤ
により乾燥した。
後、バインダ作用を有するポリビニルアルコールを２％
添加し、更に２時間混合した。その後スプレードライヤ
により乾燥した。
このようにして得られた混合物を、金型プレスを用い
て、200Kg/cm2の圧力で加圧成形して厚み8mm、幅6.2m
m、長さ6.2mmの成形体（以降、成形体１という）を、ま
た、1500Kg/cm2の圧力で加圧成形して厚み5mm、幅6.2m
m、長さ50mmの成形体（以降、成形体２という）を作っ
た。ついで、成形体を５/minのN2気流中において、加
熱速度２℃/minで600℃まで加熱し、ポリビニルアルコ
ールを除去した。
て、200Kg/cm2の圧力で加圧成形して厚み8mm、幅6.2m
m、長さ6.2mmの成形体（以降、成形体１という）を、ま
た、1500Kg/cm2の圧力で加圧成形して厚み5mm、幅6.2m
m、長さ50mmの成形体（以降、成形体２という）を作っ
た。ついで、成形体を５/minのN2気流中において、加
熱速度２℃/minで600℃まで加熱し、ポリビニルアルコ
ールを除去した。
次に、成形体１については、O2分圧:10-2Torr.の真空
中にて、温度を1550℃とし、250Kg/cm2の圧力で30分
間、一軸加圧して焼結し（以降、焼結方式Ａという）、
焼結体を得た。
中にて、温度を1550℃とし、250Kg/cm2の圧力で30分
間、一軸加圧して焼結し（以降、焼結方式Ａという）、
焼結体を得た。
成形体２については、Ar気流中にて、1800℃、常圧
（1Kg/cm2）の条件で２時間焼結し、ついで熱間静水圧
プレスにより加圧し（以降、焼結方式Ｂという）、焼結
体を得た。
（1Kg/cm2）の条件で２時間焼結し、ついで熱間静水圧
プレスにより加圧し（以降、焼結方式Ｂという）、焼結
体を得た。
このようにして得られた焼結体について、密度、抗折
強度および硬度の測定、ならびに、走査電子顕微鏡によ
る性状観察を行った。その結果を第２表に示す。第２表
から判るように、焼結体の密度は一部（実験No.12）を
除いて理論密度（100％）、又は理論密度に極めて近い
密度（99.4％以上）を示している。抗折強度は93Kg/mm2
以上であり、従来のTiC含有のAl2O3基セラミックスに比
較して高い。又、これらの中には100Kg/mm2以上のもの
も認められ、それらはSi3N4等のセラミックスと同等も
しくはそれ以上の強度を示している。硬度（HRA）は約9
4であり、高い値が得られている。
強度および硬度の測定、ならびに、走査電子顕微鏡によ
る性状観察を行った。その結果を第２表に示す。第２表
から判るように、焼結体の密度は一部（実験No.12）を
除いて理論密度（100％）、又は理論密度に極めて近い
密度（99.4％以上）を示している。抗折強度は93Kg/mm2
以上であり、従来のTiC含有のAl2O3基セラミックスに比
較して高い。又、これらの中には100Kg/mm2以上のもの
も認められ、それらはSi3N4等のセラミックスと同等も
しくはそれ以上の強度を示している。硬度（HRA）は約9
4であり、高い値が得られている。
比較例１ 比較例１に係るAl2O3基セラミックスの製造条件を第
３表に示す。粒径0.2又は1.2μｍのTiC粉末、Al2O3粉
末、或いは更に焼結助剤を含む混合物を用いて、実施例
１と同様の方法により焼結体を得た。但し、TiC粉末
は、350℃で30分間加熱して該粉末中のＣを3.7重量％、
Ｏを16.4重量％に調整したもの、230℃で３分間加熱し
て該粉末中のＣを18.5重量％、Ｏを2.1重量％に調整し
たもの、又、加熱処理を施さないTiC粉末の３種類を用
いた。加熱処理を施さないTiC粉末中のＣは19.58重量
％、Ｏは0.9重量％であった。
３表に示す。粒径0.2又は1.2μｍのTiC粉末、Al2O3粉
末、或いは更に焼結助剤を含む混合物を用いて、実施例
１と同様の方法により焼結体を得た。但し、TiC粉末
は、350℃で30分間加熱して該粉末中のＣを3.7重量％、
Ｏを16.4重量％に調整したもの、230℃で３分間加熱し
て該粉末中のＣを18.5重量％、Ｏを2.1重量％に調整し
たもの、又、加熱処理を施さないTiC粉末の３種類を用
いた。加熱処理を施さないTiC粉末中のＣは19.58重量
％、Ｏは0.9重量％であった。
Al2O3粉末の粒径は0.10および1.0μｍの２種類とし
た。TiC粉末の量は４、30及び50重量％の３種類とし
た。又、焼結助剤を添加する場合は、Y2O3（0.5％）、C
r2O3（1.0％）の焼結助剤を使用した。又、焼結の雰囲
気中O2分圧を10-1Torr.にしたものも実施した（実験No.
31及び32）。
た。TiC粉末の量は４、30及び50重量％の３種類とし
た。又、焼結助剤を添加する場合は、Y2O3（0.5％）、C
r2O3（1.0％）の焼結助剤を使用した。又、焼結の雰囲
気中O2分圧を10-1Torr.にしたものも実施した（実験No.
31及び32）。
上記焼結体について、実施例１と同様の測定等を行っ
た。その結果を第４表に示す。焼結体の密度は理論密度
の89％（実験No.18）、90％（実験No.20）、93％（実験
No.19）のものが認められ、これらは実施例１の場合に
比較して低い。抗折強度は39乃至66Kg/mm2であり、実施
例１の場合に比較して極めて低い。
た。その結果を第４表に示す。焼結体の密度は理論密度
の89％（実験No.18）、90％（実験No.20）、93％（実験
No.19）のものが認められ、これらは実施例１の場合に
比較して低い。抗折強度は39乃至66Kg/mm2であり、実施
例１の場合に比較して極めて低い。
実験No.21及び21は、TiC粉末として、350℃で30分間
加熱してTiC粉末中のＣを3.72重量％、Ｏを16.4重量％
に調整したものを用いた場合の結果であり、焼結体を得
ることができなかった。又、実験No.31及び32は、TiC粉
末として230℃で30分間加熱してTiC粉末中のＣを18.51
重量％、Ｏを2.1重量％に調整したものを用いている
が、焼結の雰囲気中のO2分圧を、10-1Torr.にしたもの
であり、焼結体を得ることができなかった。これは、雰
囲気中の酸素が多いため、焼結時にTiC粉末が酸化され
過ぎて、体積膨張が生じ、そのために焼結体が破壊した
からである。
加熱してTiC粉末中のＣを3.72重量％、Ｏを16.4重量％
に調整したものを用いた場合の結果であり、焼結体を得
ることができなかった。又、実験No.31及び32は、TiC粉
末として230℃で30分間加熱してTiC粉末中のＣを18.51
重量％、Ｏを2.1重量％に調整したものを用いている
が、焼結の雰囲気中のO2分圧を、10-1Torr.にしたもの
であり、焼結体を得ることができなかった。これは、雰
囲気中の酸素が多いため、焼結時にTiC粉末が酸化され
過ぎて、体積膨張が生じ、そのために焼結体が破壊した
からである。
実施例２ 実施例２に係るAl2O3基セラミックスの製造条件を第
５表に示す。粒径:0.2μｍのAl2O3粉末、粒径:0.2μｍ
のTiC粉末および焼結助剤を含む混合物を用いて、実施
例１と同様の方法で成形体１を作り、焼結方式Ｂにより
焼結体を得た。但し、TiC粉末はO:1.2重量％のものを用
い、TiC量は30％とした。焼結助剤はCr2O3又はCr3C2:1.
0％とTiO2:0.5％とを含むものや、Y2O3:1.0％とMgO:0.5
％とを含むものや、ZrO2:1.0％とMgO:0.5％とを含むも
の等を使用した。
５表に示す。粒径:0.2μｍのAl2O3粉末、粒径:0.2μｍ
のTiC粉末および焼結助剤を含む混合物を用いて、実施
例１と同様の方法で成形体１を作り、焼結方式Ｂにより
焼結体を得た。但し、TiC粉末はO:1.2重量％のものを用
い、TiC量は30％とした。焼結助剤はCr2O3又はCr3C2:1.
0％とTiO2:0.5％とを含むものや、Y2O3:1.0％とMgO:0.5
％とを含むものや、ZrO2:1.0％とMgO:0.5％とを含むも
の等を使用した。
上記焼結体について、実施例１と同様の測定等を行っ
た。その結果を第６表に示す。実施例１の結果と同様、
従来のTiC含有のAl2O3基セラミックスに比較して高い抗
折強度が得られた。
た。その結果を第６表に示す。実施例１の結果と同様、
従来のTiC含有のAl2O3基セラミックスに比較して高い抗
折強度が得られた。
比較例２ 比較例２に係るAl2O3基セラミックス（焼結体）の製
造条件を第７表に示す。実施例２と同様の方法により焼
結体を得た。但し、TiC粉末中のＯおよびＣ量や、焼結
助剤の量は実施例２の場合と異なる。
造条件を第７表に示す。実施例２と同様の方法により焼
結体を得た。但し、TiC粉末中のＯおよびＣ量や、焼結
助剤の量は実施例２の場合と異なる。
上記焼結体について、実施例１と同様の測定等を行っ
た。その結果を第８表に示す。抗折強度は32乃至54Kg/m
m2であり、実施例１の場合に比較して極めて低い。
た。その結果を第８表に示す。抗折強度は32乃至54Kg/m
m2であり、実施例１の場合に比較して極めて低い。
（発明の効果） 本発明によれば、焼結性の低下という支障を生ずるこ
となく、添加するTiC粉末として超微粒子（平均粒径１
μｍ以下）のものを使用でき、そのため、TiCの強化作
用に加えて、更に超微粒子（平均粒径１μｍ以下）TiC
の焼結組織微細化作用により、強度が極めて大幅に改善
され、Si3N4等のセラミックスと同等もしくはそれ以上
の強度を有するAl2O3基セラミックスが得られるように
なる。
となく、添加するTiC粉末として超微粒子（平均粒径１
μｍ以下）のものを使用でき、そのため、TiCの強化作
用に加えて、更に超微粒子（平均粒径１μｍ以下）TiC
の焼結組織微細化作用により、強度が極めて大幅に改善
され、Si3N4等のセラミックスと同等もしくはそれ以上
の強度を有するAl2O3基セラミックスが得られるように
なる。
Claims (3)
- 【請求項１】C:16.5〜19.0重量％およびO:1.0〜6.0重量
％を含有し、且つ、平均粒径:1μｍ以下であるTiCを５
〜40重量％含むα型Al2O3焼結体よりなることを特徴と
するAl2O3基セラミックス。 - 【請求項２】焼結助剤としてMgO,ZrO2,TiO2,Y2O3,Cr
2O3,NiO,Cr3C2の１種または２種以上を0.1乃至3.0重量
％含む第１請求項に記載のAl2O3基セラミックス。 - 【請求項３】あらかじめ酸化雰囲気中で200〜350℃の熱
処理を施したTiCを用いる第１請求項または第２請求項
に記載のAl2O3基セラミックス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63309073A JP2539018B2 (ja) | 1988-03-23 | 1988-12-06 | Ａｌ▲下２▼Ｏ▲下３▼基セラミックス |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7076088 | 1988-03-23 | ||
| JP63-70760 | 1988-03-23 | ||
| JP63309073A JP2539018B2 (ja) | 1988-03-23 | 1988-12-06 | Ａｌ▲下２▼Ｏ▲下３▼基セラミックス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02141467A JPH02141467A (ja) | 1990-05-30 |
| JP2539018B2 true JP2539018B2 (ja) | 1996-10-02 |
Family
ID=26411893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63309073A Expired - Lifetime JP2539018B2 (ja) | 1988-03-23 | 1988-12-06 | Ａｌ▲下２▼Ｏ▲下３▼基セラミックス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2539018B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR920006807B1 (ko) * | 1990-02-24 | 1992-08-20 | 쌍용양회공업 주식회사 | Al_2O_3-TiC계 절삭공구 소결체의 제조방법 |
| US5425909A (en) * | 1992-07-20 | 1995-06-20 | Industrial Technology Research Institute | Heat treatment for particle reinforced alumina ceramic composite |
| JP4807711B2 (ja) * | 1999-02-23 | 2011-11-02 | 日本特殊陶業株式会社 | スパークプラグの絶縁碍子用アルミナ基焼結体 |
| JP6563708B2 (ja) | 2014-06-30 | 2019-08-21 | 日本タングステン株式会社 | 薄膜磁気ヘッド用基板、磁気ヘッドスライダ、および、ハードディスクドライブ装置 |
| JP6563709B2 (ja) | 2014-06-30 | 2019-08-21 | 日本タングステン株式会社 | 薄膜磁気ヘッド用基板、磁気ヘッドスライダ、および、ハードディスクドライブ装置 |
| JP6563710B2 (ja) | 2014-06-30 | 2019-08-21 | 日本タングステン株式会社 | 薄膜磁気ヘッド用基板、磁気ヘッドスライダ、および、ハードディスクドライブ装置 |
| CN104529405A (zh) * | 2014-12-20 | 2015-04-22 | 佛山铭乾科技有限公司 | 一种新型陶瓷材料及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5314568A (en) * | 1976-07-26 | 1978-02-09 | Hitachi Ltd | Photolithography treatment system device |
| JPS57205366A (en) * | 1981-06-09 | 1982-12-16 | Sumitomo Electric Industries | Manufacture of tenacious ceramic material |
| JPS58161969A (ja) * | 1982-03-20 | 1983-09-26 | 日本特殊陶業株式会社 | 切削工具用セラミツク工具の製造方法 |
| JPS6259568A (ja) * | 1985-09-06 | 1987-03-16 | 日本タングステン株式会社 | 精密加工性に優れたセラミツクス材料 |
-
1988
- 1988-12-06 JP JP63309073A patent/JP2539018B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5314568A (en) * | 1976-07-26 | 1978-02-09 | Hitachi Ltd | Photolithography treatment system device |
| JPS57205366A (en) * | 1981-06-09 | 1982-12-16 | Sumitomo Electric Industries | Manufacture of tenacious ceramic material |
| JPS58161969A (ja) * | 1982-03-20 | 1983-09-26 | 日本特殊陶業株式会社 | 切削工具用セラミツク工具の製造方法 |
| JPS6259568A (ja) * | 1985-09-06 | 1987-03-16 | 日本タングステン株式会社 | 精密加工性に優れたセラミツクス材料 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02141467A (ja) | 1990-05-30 |
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