JP2600116B2 - Superplastic silicon nitride sintered body and its manufacturing method - Google Patents

Superplastic silicon nitride sintered body and its manufacturing method

Info

Publication number
JP2600116B2
JP2600116B2 JP6300247A JP30024794A JP2600116B2 JP 2600116 B2 JP2600116 B2 JP 2600116B2 JP 6300247 A JP6300247 A JP 6300247A JP 30024794 A JP30024794 A JP 30024794A JP 2600116 B2 JP2600116 B2 JP 2600116B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silicon nitride
sintered body
weight
less
particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP6300247A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH08133843A (en
Inventor
護 三友
聡之 西村
秀樹 広津留
Original Assignee
科学技術庁無機材質研究所長
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 科学技術庁無機材質研究所長 filed Critical 科学技術庁無機材質研究所長
Priority to JP6300247A priority Critical patent/JP2600116B2/en
Publication of JPH08133843A publication Critical patent/JPH08133843A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2600116B2 publication Critical patent/JP2600116B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、超塑性窒化ケイ素焼
結体とその製造法並びに超塑性加工された窒化ケイ素焼
結体に関するものである。さらに詳しくは、この発明
は、半導体製造装置や、化学プラント、非鉄金属製造機
械、溶接ロボット等の分野において有用なセラミックス
製機械部品等を、塑性加工によって製造することのでき
る新しい窒化ケイ素焼結体に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a superplastic silicon nitride sintered body, a method for producing the same, and a superplastically processed silicon nitride sintered body. More specifically, the present invention relates to a new silicon nitride sintered body capable of manufacturing, by plastic working, ceramic mechanical parts and the like useful in the fields of semiconductor manufacturing equipment, chemical plants, non-ferrous metal manufacturing machines, welding robots, and the like. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】セラミックスは低温および高温で高強
度、高硬度等の他の材料には見られない優れた性質を持
ち、特に窒化ケイ素セラミックスは過酷な条件下で使用
する機械部品として実用化が進展しており、部品の価格
さえ下がれば応用可能な分野はさらに拡大するものと期
待されている。だが一方、セラミックスには、部品を製
造する際に加工が困難であるという問題がある。金属材
料の場合には圧延や鋳造による成形や切削による加工が
容易であり、加工コストも低いが、セラミックスでは切
削が不可能であり、研削や研磨にはダイヤモンド製の工
具が必要で加工コストが極めて高く、場合によっては部
品価格の半分以上にもなるという制約がある。
2. Description of the Related Art Ceramics have excellent properties such as high strength and high hardness at low and high temperatures which are not found in other materials. In particular, silicon nitride ceramics have been put to practical use as mechanical parts used under severe conditions. It is evolving, and it is expected that the field of application will be further expanded if the price of parts is reduced. On the other hand, ceramics have a problem that processing is difficult when manufacturing parts. In the case of metal materials, forming and cutting by rolling and casting are easy, and the processing cost is low.However, cutting is not possible with ceramics, and diamond tools are required for grinding and polishing. There is a restriction that the cost is extremely high, and in some cases, it is more than half of the component price.

【0003】このように、その加工性に問題のあるセラ
ミックスの加工コストを下げるには、部品を製造した時
点で最終形状に近づけ、加工量を最小にする必要があ
る。そこで、この目的を実現するために超塑性を利用し
て目的形状とするニアネットシェイプ成形の研究が行わ
れてきている。この場合の超塑性とは、超微細な粒子か
ら成る金属やセラミックス(ジルコニア、ムライト、ア
ッパタイト)が、高温において外部応力下で容易に塑性
変形する現象であって、この現象を利用すると簡単な形
状の材料から複雑形状の部品が容易に製造できることに
なる。従って、セラミックスでも金属と同様な手段で最
終部品まで加工することが可能で、加工コストを下げる
ことができるものと期待される。実際にも酸化物セラミ
ックスでは実用に近い材料が開発されてもいる。
As described above, in order to reduce the processing cost of ceramics having a problem in workability, it is necessary to approach the final shape at the time of manufacturing a component and minimize the processing amount. Therefore, in order to realize this purpose, research on near net shape forming using superplasticity to obtain a desired shape has been conducted. In this case, superplasticity is a phenomenon in which metals and ceramics (zirconia, mullite, apatite) composed of ultrafine particles are easily plastically deformed under high-temperature external stress at a high temperature. A material having a complicated shape can be easily manufactured from the above material. Therefore, even ceramics can be processed to the final part by the same means as metal, and it is expected that the processing cost can be reduced. In fact, practical materials have been developed for oxide ceramics.

【0004】しかしながら、窒化ケイ素では焼結に高温
が必要であり、従来市販されている原料では細かく均一
な粒子からなる焼結体は得られなかった。そこで、改善
策として、炭化ケイ素粒子を分散して窒化ケイ素の粒成
長を抑制し、微細粒子からなる焼結体を製造する方法が
提案されている。この方法により得られる複合焼結体は
応力が200〜500kg/cm2 、1650℃の温度
で、10-5/secのオーダーの歪速度を示している。
しかしながら、変形速度が小さすぎ、加工に長時間かか
るため実用的ではない。また、高温が必要なため加工中
に表面が熱分解するという問題がある。
[0004] However, silicon nitride requires a high temperature for sintering, and conventionally commercially available raw materials cannot provide sintered bodies composed of fine and uniform particles. Therefore, as a remedy, a method has been proposed in which silicon carbide particles are dispersed to suppress the growth of silicon nitride grains, thereby producing a sintered body composed of fine particles. The composite sintered body obtained by this method has a stress of 200 to 500 kg / cm 2 and a strain rate on the order of 10 -5 / sec at a temperature of 1650 ° C.
However, it is not practical because the deformation speed is too low and the processing takes a long time. In addition, since a high temperature is required, there is a problem that the surface is thermally decomposed during processing.

【0005】また、窒化ケイ素の固溶体であるα−サイ
アロンとβ−サイアロンの2相の粒子からなる複合サイ
アロン焼結体がJ. Am. Ceram. Soc.76巻、1073ペ
ージ(1992)に報告されている。α−サイアロンと
β−サイアロンはそれぞれα型とβ型窒化ケイ素に異な
る金属が固溶して構造を安定化したものである。この複
合焼結体は1550℃で600kg/cm2 の圧縮応力
化下で、7×10-4/secの歪速度を示し、いずれの
焼結体も少なくとも2相の結晶質固体を持つという特徴
がある。また、共に低温安定型のαを主成分とする窒化
ケイ素粉末を原料とし、粒成長を抑制するために低温で
焼結させている。
Further, a composite sialon sintered body comprising particles of two phases, α-sialon and β-sialon, which are solid solutions of silicon nitride, was reported in J. Am. Ceram. Soc., Vol. 76, p. 1073 (1992). ing. α-sialon and β-sialon are obtained by dissolving different metals in α-type and β-type silicon nitride, respectively, to stabilize the structure. This composite sintered body shows a strain rate of 7 × 10 −4 / sec under a compressive stress of 600 kg / cm 2 at 1550 ° C., and each sintered body has at least two phases of crystalline solid. There is. In addition, low-temperature stable type silicon nitride powder mainly composed of α is used as a raw material and sintered at a low temperature in order to suppress grain growth.

【0006】しかしながら、この場合には、焼結の進行
と共に粒子のかなりの部分はβ型に相転移し、その際一
部の粒子が異常成長する。このため均一な組織が得られ
ず、超塑性加工中に粒成長が起こる。そして、加工の進
行とともに歪速度が低下する加工硬化が起こる。これら
の理由で実用レベルの超塑性焼結体はいまだに得られて
いなかった。
However, in this case, as sintering proceeds, a considerable part of the particles undergoes a phase transition to the β type, and at this time, some of the particles grow abnormally. For this reason, a uniform structure cannot be obtained, and grain growth occurs during superplastic working. Then, work hardening occurs in which the strain rate decreases as the processing proceeds. For these reasons, a superplastic sintered body at a practical level has not yet been obtained.

【0007】このような問題点を解決するために、この
発明の発明者等は先に高温安定型のβ型窒化ケイ素粉末
を原料とし、均一で超微細なβ型窒化ケイ素からなる焼
結体を開発した。この窒化ケイ素焼結体は、細かく均一
な粒子からなるので、超塑性加工の加工性に関する問題
を解決することができる。しかしながら、この焼結体は
微細で均一である組織の特徴を反映して、強度は高くと
も破壊靱性が低いという欠点があり、このため衝撃や疲
労によって亀裂が成長し、容易に破壊してしまうという
問題があった。つまり、加工性の問題は解決できたが、
そのために得られた部品の機械的性質は従来材料より低
いものとなってしまった。
In order to solve such problems, the inventors of the present invention have previously made a sintered body made of uniform and ultrafine β-type silicon nitride using β-type silicon nitride powder of a high-temperature stable type as a raw material. Was developed. Since the silicon nitride sintered body is composed of fine and uniform particles, it is possible to solve the problem relating to the workability of superplastic working. However, this sintered body has a disadvantage that the fracture toughness is low even if the strength is high, reflecting the characteristics of the structure that is fine and uniform, and therefore, cracks grow by impact and fatigue, and are easily broken. There was a problem. In other words, although the workability problem was solved,
As a result, the mechanical properties of the obtained parts are lower than those of conventional materials.

【0008】このように超塑性を持つ焼結体は本質的に
低靱性であり、そのままでは実用レベルの機械的性質が
達成できないため、応用範囲は限定されたものとならざ
るを得ないという問題点がある。この発明は、以上の通
りの事情に鑑みてなされたものであって、従来の超塑性
セラミックスの問題点を解消し、超塑性加工が可能であ
って、優れた機械的性質を有する新しい超塑性窒化ケイ
素焼結体とその製造法、並びに超塑性加工により得られ
る窒化ケイ素焼結体を提供することを目的としている。
[0008] As described above, the sintered body having superplasticity is inherently low in toughness, and cannot achieve mechanical properties of a practical level as it is, so that the range of application must be limited. There is a point. The present invention has been made in view of the above circumstances, and solves the problems of conventional superplastic ceramics, is capable of superplastic working, and has a new superplasticity having excellent mechanical properties. It is an object of the present invention to provide a silicon nitride sintered body, a method for producing the same, and a silicon nitride sintered body obtained by superplastic working.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、85体積%以上98体積%以下
のβ型窒化ケイ素粒子と2体積%以上15体積%以下の
粒界相から構成される相対密度が95%以上である窒化
ケイ素焼結体であって、窒化ケイ素粒子が平均粒径0.
3ミクロン以下のマトリックス粒子93重量%以上9
9.5重量%以下と、マトリックス粒子の平均粒径の2
倍以上7倍以下の平均粒径を持つ核粒子が0.5重量%
以上7重量%以下から構成されることを特徴とする超塑
性窒化ケイ素焼結体(請求項1、2、3)を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems by providing β-type silicon nitride particles of 85% by volume to 98% by volume and a grain boundary phase of 2% by volume to 15% by volume. A silicon nitride sintered body having a constituted relative density of 95% or more, wherein the silicon nitride particles have an average particle diameter of 0.
93% by weight or more 9% by weight of matrix particles of 3 microns or less 9
9.5% by weight or less and 2 of the average particle size of the matrix particles.
0.5% by weight of core particles having an average particle diameter of 2 times or more and 7 times or less
A superplastic silicon nitride sintered body (Claims 1, 2, and 3) characterized by being comprised of at least 7% by weight or less.

【0010】そしてまた、この発明は、上記焼結体の製
造法として、平均粒径が0.35ミクロン以下、比表面
積が20m2 /g以上であり、かつβ率が85%以上で
あるマトリックス用窒化ケイ素微粉末79.1重量%以
上97.5重量%以下に、平均粒径がマトリックス用粉
末の平均粒径の2倍以上7倍以下である核粒子用粉末
0.4重量%以上6.9重量%以下、および希土類元素
酸化物またはAl2 3、MgO、CaO並びにSiO
2 の少くとも1種を2重量%以上15重量%以下を焼結
助剤として添加、混合し、N2 雰囲気下に1500℃以
上1850℃以下の温度、100〜1000kg/cm
2 以下の圧力でホットプレスすることを特徴とする方法
(請求項4)をも提供する。
Further, the present invention provides a method for producing the above sintered body, wherein the matrix has an average particle size of 0.35 μm or less, a specific surface area of 20 m 2 / g or more, and a β ratio of 85% or more. Core nitride powder having an average particle diameter of 2 to 7 times the average particle diameter of the matrix powder, from 0.4 to 6% by weight, from 79.1% to 97.5% by weight of silicon nitride fine powder for use. 0.9% by weight or less, and rare earth element oxides or Al 2 O 3 , MgO, CaO and SiO
At least one of 2 is added and mixed as a sintering aid in an amount of 2% by weight or more and 15% by weight or less under a N 2 atmosphere at a temperature of 1500 ° C. or more and 1850 ° C. or less, 100-1000 kg / cm.
A method (claim 4) characterized by hot pressing at a pressure of 2 or less is also provided.

【0011】さらにこの発明は、上記の超塑性焼結体か
ら超塑性加工と加熱処理によって得られる窒化ケイ素焼
結体(請求項5、6)をも提供する。
The present invention further provides a silicon nitride sintered body (claims 5 and 6) obtained by superplastic working and heat treatment from the above superplastic sintered body.

【0012】[0012]

【作用】すなわち、さらに詳しくこの発明をその背景か
ら説明すると、まず周知の通り、超塑性を加工に利用す
る技術は最初に金属材料について開発された。しかし、
超塑性加工しただけの材料では粒子が小さいままなので
強度やクリープ抵抗が低く、実用的ではない。そこで、
金属では超微細な組織を持つ材料を作製し、まず超塑性
加工を施し、その後、再結晶温度(加工温度より高い)
より高い温度で熱処理し、材料の構成相および組織を変
えて機械的性質を改善する。ところが、セラミックス材
料では単純に熱処理しただけでは機械的性質はよくはな
らない。
In other words, the present invention will be described in more detail from the background. First, as is well known, a technique utilizing superplasticity for working was first developed for a metal material. But,
A material that has just been subjected to superplastic processing has low strength and creep resistance because the particles remain small, and is not practical. Therefore,
In the case of metal, a material with an ultrafine structure is prepared, first subjected to superplastic processing, and then to the recrystallization temperature (higher than the processing temperature)
Heat treatment at higher temperatures changes the constituent phases and texture of the material to improve its mechanical properties. However, mechanical properties of ceramic materials are not improved by simply heat-treating them.

【0013】そこで、細かく均一粒度の粉末にその粒度
分布外の大きな粒子を少量添加して焼結し、均一組織の
焼結体に粒成長のための核を添加する。細かく均一な組
織からなる窒化ケイ素焼結体に粒成長の核としてそれよ
り大きなβ型粒子を添加し、高温で熱処理すると核が優
先的に成長する。このためウィスカー強化窒化ケイ素焼
結体と同様な複合組織が発現し、高靱性セラミックスが
得られる。このような核の添加とそれを利用した組織制
御による高靱性化、高強度化、高信頼性化についてはす
でにこの発明の発明者らが提案しているものである。従
って、核を含む焼結体を超塑性加工後、加工温度より高
い温度で熱処理すると、核が優先的に成長し大きな柱状
粒子となる。柱状粒子の大きさと形は添加した核粒子の
大きさ、量、焼結助剤の種類と量、焼結温度等に依存す
る。一般には物質が核に集中して拡散するため、成長速
度が細かいマトリックス粒子より大きくなり、柱状に異
方成長する。このような方法で細かく均一で球状に近い
マトリックス粒子の間に大きな柱状粒子が分散した複合
組織が得られ、破壊靱性の大きな焼結体となる。そこ
で、超塑性焼結体を製造するに際し、超塑性を損なわな
い量と大きさの核粒子を導入すれば、熱処理により最終
的に高靱性・高強度の焼結体が得られるはずである。
Therefore, a small amount of large particles outside the particle size distribution is added to fine and uniform particle size powder and sintered, and nuclei for grain growth are added to a sintered body having a uniform structure. When a larger β-type particle is added as a grain growth nucleus to a silicon nitride sintered body having a fine and uniform structure and heat treatment is performed at a high temperature, the nucleus grows preferentially. Therefore, a composite structure similar to that of the whisker-reinforced silicon nitride sintered body is developed, and a high-toughness ceramic is obtained. The inventors of the present invention have already proposed such toughness, high strength, and high reliability by adding such a nucleus and controlling the structure using the nucleus. Therefore, if the sintered body containing the nucleus is heat-treated at a temperature higher than the processing temperature after the superplastic working, the nucleus grows preferentially and becomes large columnar particles. The size and shape of the columnar particles depend on the size and amount of the added core particles, the type and amount of the sintering aid, the sintering temperature, and the like. In general, since the substance is concentrated and diffused into the nucleus, the growth rate is larger than that of the fine matrix particles, and the columnar anisotropic growth occurs. By such a method, a composite structure in which large columnar particles are dispersed between fine, uniform and nearly spherical matrix particles is obtained, and a sintered body having high fracture toughness is obtained. Therefore, if a core particle having an amount and a size that does not impair the superplasticity is introduced when producing a superplastic sintered body, a high-toughness and high-strength sintered body should be finally obtained by heat treatment.

【0014】この発明は、以上の通りの知見に基づいて
完成されたものである。すなわち、上記の通り、この発
明では、平均粒径が0.35ミクロン以下、比表面積が
20m2 /g以上でありかつβ率が85%以上であるマ
トリックス用窒化ケイ素微粉末79.1重量%以上9
7.5重量%以下に平均粒径がマトリックス用粉末の2
倍以上7倍以下である核粒子用粉末0.4重量%以上
6.9重量%以下および、希土類元素酸化物またはAl
2 3 、MgO、CaO、SiO2 の単独または2種以
上を2重量%以上15重量%以下焼結助剤として添加
し、混合後、窒素雰囲気中で1500℃以上1850℃
以下の温度、100〜1000kg/cm2 の圧力でホ
ットプレスする製造法により、85体積%以上98体積
%以下の窒化ケイ素粒子と2体積%以上15体積%以下
の粒界相から構成される相対密度が95%以上である窒
化ケイ素焼結体であり、窒化ケイ素粒子が平均粒径0.
3ミクロン以下かつ最大粒径が平均粒径の2倍を越えな
いマトリックス粒子93重量%以上99.5重量%以下
と平均粒径がマトリックスの平均粒径の2倍以上7倍以
下である核粒子が0.5重量%以上7重量%以下から構
成される超塑性窒化ケイ素焼結体を得る。
The present invention has been completed based on the above findings. That is, as described above, in the present invention, 79.1% by weight of a silicon nitride fine powder for a matrix having an average particle size of 0.35 μm or less, a specific surface area of 20 m 2 / g or more and a β ratio of 85% or more. More than 9
An average particle size of 7.5% by weight or less
0.4 to 6.9% by weight of powder for nuclear particles which is twice or more and seven times or less, and a rare earth element oxide or Al
One or more of 2 O 3 , MgO, CaO, and SiO 2 are added as sintering aids in an amount of 2% by weight to 15% by weight, and after mixing, are mixed at 1500 ° C. to 1850 ° C. in a nitrogen atmosphere.
By a manufacturing method in which hot pressing is performed at a temperature of 100 to 1000 kg / cm 2 at a temperature of not more than 85% by volume and not more than 98% by volume and a relative phase composed of a grain boundary phase of not less than 2% by volume and not more than 15% by volume. A silicon nitride sintered body having a density of 95% or more, wherein the silicon nitride particles have an average particle size of 0.
Core particles having an average particle size of 93% by weight or more and 99.5% by weight or less and 3% or less and a maximum particle size of not more than twice the average particle size and not more than 2 times the average particle size of the matrix. Is obtained from 0.5% by weight or more to 7% by weight or less.

【0015】そして、この超塑性焼結体を、50〜20
00kg/cm2 の圧縮または引っ張りの応力下で、1
350〜1650℃の温度範囲内で、10-4/sec以
上の歪速度で超塑性加工後、1〜100気圧の窒素中、
1650〜2000℃に加熱して粒子を成長させ、マト
リックスが平均粒径0.5ミクロン以下であり、核から
柱状に成長した粒子の平均粒径が1ミクロン以上5ミク
ロン以下でその量が全窒化ケイ素粒子の5重量%以上5
5重量%以下であり破壊靱性が4.5MPa・m1/2
上である焼結体を得る。超塑性焼結体の製造 この発明の超塑性窒化ケイ素焼結体の製造法においてマ
トリックス用原料粉末を平均粒径0.35ミクロン以下
かつ比表面積が20m2 /g以上としたのは、均一かつ
微細である必要からである。この条件をはずれる平均粒
径0.35ミクロンを超えるもの、あるいは比表面積が
20m2 /g以下、またはその両方が成り立つ粉末では
粒成長のための核が存在し、加熱中に異常成長する。望
ましくは、平均粒径0.1〜0.2ミクロン、かつ比表
面積25〜35m2 /gである。また、α率が高い粉末
は上記のような均一で微細な粉末であっても、焼結中に
α→βの相転移が起こり、この過程で一部の粒子が異常
粒成長を起こし、均一組織は得られない。そこで、上記
の条件の他にβ率が85%以上である必要がある。この
粉末に粒成長の核となるβ型粉末を全窒化ケイ素の量の
0.5重量%以上7重量%以下添加する。この粉末の平
均粒径はマトリックス用粉末の値の2倍以上7倍以下と
する。平均粒径が2倍より小さいとマトリックス粉末の
粒度分布とかなりの部分が重なり、粒成長の核としての
効果が十分でない。また、7倍を越えると成長粒子が大
きくなり、焼結体の強度が低下する。望ましくは2倍以
上7倍以下かつ0.4ミクロン以上1.0ミクロン以上
である。また核の添加量が0.5重量%より少ないと添
加効果が十分でなく、7重量%を越えると超塑性加工が
困難となる。望ましくは1.0〜3.0重量%の範囲で
ある。
[0015] The superplastic sintered body is then
Under a compressive or tensile stress of 00 kg / cm 2 ,
After superplastic working in a temperature range of 350 to 1650 ° C. at a strain rate of 10 −4 / sec or more, in nitrogen at 1 to 100 atm,
The particles are grown by heating to 1650 to 2000 ° C., the matrix has an average particle size of 0.5 μm or less, and the average particle size of the particles grown from the nucleus in a columnar form is 1 μm or more and 5 μm or less and the total amount is 5% by weight or more of silicon particles 5
A sintered body having a content of 5% by weight or less and a fracture toughness of 4.5 MPa · m 1/2 or more is obtained. Production of Superplastic Sintered Body In the method for producing a superplastic silicon nitride sintered body of the present invention, the matrix raw material powder having an average particle diameter of 0.35 μm or less and a specific surface area of 20 m 2 / g or more is uniform and This is because it is necessary to be fine. A powder having an average particle size exceeding 0.35 μm and / or a specific surface area of 20 m 2 / g or less, which deviates from these conditions, has a nucleus for grain growth and abnormally grows during heating. Desirably, the average particle size is 0.1 to 0.2 microns and the specific surface area is 25 to 35 m 2 / g. In addition, even if the powder having a high α ratio is a uniform and fine powder as described above, a phase transition of α → β occurs during sintering, and during this process, some of the particles undergo abnormal grain growth and become uniform. No organization is obtained. Therefore, in addition to the above conditions, the β ratio needs to be 85% or more. To this powder, β-type powder serving as a nucleus for grain growth is added in an amount of 0.5% by weight or more and 7% by weight or less based on the total amount of silicon nitride. The average particle size of this powder is at least twice and at most 7 times the value of the matrix powder. If the average particle size is smaller than twice, a considerable portion of the particle size distribution of the matrix powder overlaps, and the effect as a nucleus for grain growth is not sufficient. On the other hand, when the ratio exceeds 7 times, the growth particles become large, and the strength of the sintered body decreases. Desirably, it is 2 times or more and 7 times or less and 0.4 microns or more and 1.0 microns or more. If the amount of the nuclei is less than 0.5% by weight, the effect of the addition is not sufficient, and if it exceeds 7% by weight, superplastic working becomes difficult. Desirably, it is in the range of 1.0 to 3.0% by weight.

【0016】上記の窒化ケイ素の混合粉末85重量%以
上98重量%以下には、希土類元素酸化物またはAl2
3 、MgO、CaO、SiO2 の単独または2種以上
を2重量%以上15重量%以下の量を焼結助剤として添
加し、焼結する。焼結助剤は焼結温度で液相を生成し、
粒界における拡散を促進する。粒成長を抑制して焼結体
を得るには、低温および短時間の焼結で高密度化する必
要がある。そこで、低温で液相を生成する助剤系が望ま
しい。そのためには上記焼結助剤を2〜15重量%添加
する。2重量%より少ないと焼結促進の効果が不足で、
高密度焼結体は得られない。15重量%より多いと焼結
は容易であるが、焼結体の機械的性質は低下する。焼結
は窒素雰囲気下で行うが、1500℃より低いと粒界拡
散速度が低く焼結が不十分であり、1850℃を越える
と粒成長が起こり微細の組織は得られない。1500℃
以上1750℃以下の温度が望ましい。低温で焼結を完
結するには、100〜1000kg/cm2 の圧力をか
ける必要がある。この範囲より低い圧力では加圧効果が
なく、上限を越えると装置が高価となる。超塑性窒化ケイ素焼結体 超塑性窒化ケイ素焼結体は85体積%以上98体積%以
下の窒化ケイ素粒子と2体積%以上15体積%以下の粒
界相から構成される相対密度が95%以上である窒化ケ
イ素焼結体である。これは上記原料および焼結助剤を使
用すると、この範囲内となる。窒化ケイ素焼結体が超塑
性を持ち、かつその後の熱処理で粒成長する核を含む必
要から、窒化ケイ素粒子は平均粒径が0.3ミクロン以
下かつ最大粒径がその2倍を越えない範囲のマトリック
スと、マトリックスの平均粒径の2倍以上7倍以下の平
均粒径を持つ核から構成する。マトリックス粒子が上記
範囲にあるのは、超塑性加工中および熱処理中に異常粒
成長を起こさないためである。この範囲外ではマトリッ
クスからも顕著な粒成長が起こり、組織の制御は困難と
なる。粒成長のための核粒子は超塑性の点からは可能な
かぎり少なく、小さいことがのぞましい。そうでない
と、塑性加工が困難となる。一方、熱処理工程での粒成
長の点からは、多量で大きい必要がある。そうでないと
核としての作用を示さない。そこで、マトリックスの平
均粒径の2倍以上7倍以下である核粒子が0.5重量%
以上7重量%以下添加する必要がある。
The above-mentioned mixed powder of silicon nitride of 85% to 98% by weight contains a rare earth element oxide or Al 2
One or more of O 3 , MgO, CaO, and SiO 2 are added as a sintering aid in an amount of 2% by weight to 15% by weight and sintered. The sintering aid forms a liquid phase at the sintering temperature,
Promotes diffusion at grain boundaries. In order to obtain a sintered body while suppressing grain growth, it is necessary to increase the density by sintering at a low temperature and for a short time. Therefore, an auxiliary system that generates a liquid phase at a low temperature is desirable. For this purpose, the sintering aid is added in an amount of 2 to 15% by weight. If it is less than 2% by weight, the effect of promoting sintering is insufficient.
A high density sintered body cannot be obtained. If it is more than 15% by weight, sintering is easy, but the mechanical properties of the sintered body deteriorate. Sintering is performed in a nitrogen atmosphere. However, if the temperature is lower than 1500 ° C., the grain boundary diffusion rate is low and sintering is insufficient. If the temperature exceeds 1850 ° C., grain growth occurs and a fine structure cannot be obtained. 1500 ° C
A temperature of at least 1750 ° C. is desirable. In order to complete sintering at a low temperature, it is necessary to apply a pressure of 100 to 1000 kg / cm 2 . If the pressure is lower than this range, there is no pressurizing effect, and if it exceeds the upper limit, the apparatus becomes expensive. Superplastic silicon nitride sintered body A superplastic silicon nitride sintered body has a relative density of 95% or more composed of 85% to 98% by volume of silicon nitride particles and 2% to 15% by volume of a grain boundary phase. Is a silicon nitride sintered body. This is within this range when the above-mentioned raw materials and sintering aids are used. Since the silicon nitride sintered body must have superplasticity and include nuclei that grow in the subsequent heat treatment, the silicon nitride particles have an average particle size of 0.3 μm or less and a maximum particle size not exceeding twice the maximum. And a core having an average particle size of 2 to 7 times the average particle size of the matrix. The reason that the matrix particles are in the above range is that abnormal grain growth does not occur during superplastic working and heat treatment. Outside this range, significant grain growth also occurs from the matrix, making it difficult to control the structure. The number of core particles for grain growth is as small as possible from the point of superplasticity and preferably small. Otherwise, plastic working becomes difficult. On the other hand, in terms of grain growth in the heat treatment step, it is necessary that the amount is large and large. Otherwise, it will not act as a nucleus. Therefore, 0.5% by weight of core particles having an average particle size of 2 to 7 times the average particle size of the matrix.
It is necessary to add at least 7% by weight.

【0017】なお、窒化ケイ素焼結体の粒径を測定する
には、試料を切断・研磨後CF4 ガスのマイクロ波プラ
ズマで処理し、走査型電子顕微鏡(SEM)で観察す
る。この処理で窒化ケイ素粒子が除去され、粒界の酸化
物系ガラスが在留するので、粒子の形状は容易に観察で
きる。SEM写真から500個以上の粒子を用いて、画
像処理法で粒子の直径、長さ、面積を算出する。粒子の
直径は研磨面の粒子の最も短い直径である。平均粒径
(D50)とは、測定した多数の直径の個数平均である。超塑性加工と熱処理 塑性加工は一般的に50〜2000kg/cm2 の圧縮
または引っ張りの応力下で行う。10-4/sec以上の
歪速度であれば、セラミックスとしては十分な加工速度
である。1350〜1650℃の温度範囲内であれば、
この発明の組成および組織の焼結体は上記条件下におい
て、超塑性加工が可能である。1650℃より高温であ
れば、加工速度は高くなるが粒成長が顕著になると共
に、表面からの熱分解が起こる。1350℃より低い温
度では極めて高い加工圧が必要となり、実用的でない。
加工後、1〜100気圧の窒素中、1650〜2000
℃に加熱して粒子を柱状に成長させる。特に、核を選択
的に成長させることが重要である。それより低温では核
が成長せず、高温では粒成長が早すぎて組織制御が困難
となる。適当な温度範囲内では、低温ほど長時間処理す
る必要がある。望ましい熱処理温度は1700〜185
0℃であり、1700℃では3〜20時間、180℃で
は1〜5時間が適当である。窒化ケイ素は高温で熱分解
することと熱処理中に焼結助剤が雰囲気中に失われるの
を防ぐ目的で、加圧窒素下での熱処理が有効である。1
700℃では最高10気圧、1800℃では最高20気
圧程度でよい。さらに高圧も有効であるが、装置が高価
となるので実際上は最高でも100気圧で十分である。
熱処理によってマトリックスも粒成長するが、平均粒径
0.5ミクロン以下に抑える必要がある。これは0.5
ミクロンを越える粒子は異常成長の核となる可能性が高
いためである。核から柱状に成長した粒子の平均粒径は
1ミクロン以上5ミクロン以下でその量が全窒化ケイ素
粒子の5重量%以上55重量%以下とするのは、その範
囲であれば強化材としても作用を持ち、また粒子の大き
さの制御も可能だからである。1ミクロンより小さく、
または5重量%以下の量であれば、強化材としての作用
が十分でない。5ミクロン以上、または55重量%以上
であれば大きな粒子が接触し、機械的特性がバラツク問
題点がある。このように熱処理により粒成長を制御すれ
ば、核が選択的かつ均一に分布して成長する。このため
超塑性焼結体の破壊靱性が熱処理前の均一組織(2.5
〜3.5MPa・m1/2 )から不均一組織の値(4.5
MPa・m1/2 以上)に向上する。
In order to measure the particle size of the silicon nitride sintered body, the sample is cut and polished, treated with microwave plasma of CF 4 gas, and observed with a scanning electron microscope (SEM). The silicon nitride particles are removed by this treatment, and the oxide glass at the grain boundaries remains, so that the shape of the particles can be easily observed. Using 500 or more particles from the SEM photograph, the diameter, length and area of the particles are calculated by an image processing method. The diameter of the particles is the shortest diameter of the particles on the polishing surface. The average particle diameter (D 50 ) is the number average of a large number of measured diameters. Superplastic working and heat treatment plastic working are generally performed under a compressive or tensile stress of 50 to 2000 kg / cm 2 . If the strain rate is 10 -4 / sec or more, the processing speed is sufficient for ceramics. Within the temperature range of 1350-1650 ° C,
The sintered body having the composition and structure of the present invention can be subjected to superplastic working under the above conditions. If the temperature is higher than 1650 ° C., the processing speed increases but the grain growth becomes remarkable, and thermal decomposition occurs from the surface. At a temperature lower than 1350 ° C., an extremely high processing pressure is required, which is not practical.
After processing, 1650-2000 in nitrogen at 1-100 atm
Heat to ° C. to grow the particles into columns. In particular, it is important to grow nuclei selectively. At lower temperatures, the nuclei do not grow, and at higher temperatures, grain growth is too fast to control the structure. Within an appropriate temperature range, lower temperatures require longer treatment. Desirable heat treatment temperature is 1700-185
The temperature is 0 ° C., 3 to 20 hours at 1700 ° C., and 1 to 5 hours at 180 ° C. Heat treatment under pressurized nitrogen is effective for the purpose of thermally decomposing silicon nitride at a high temperature and preventing the sintering aid from being lost in the atmosphere during the heat treatment. 1
At 700 ° C., the maximum pressure may be about 10 atm. Higher pressures are also effective, but in practice, at most 100 atm is sufficient because the equipment is expensive.
Although the matrix also grows by heat treatment, it is necessary to suppress the average particle size to 0.5 μm or less. This is 0.5
This is because particles exceeding a micron are likely to become nuclei for abnormal growth. The average particle diameter of the particles grown from the nucleus in a columnar form is 1 μm or more and 5 μm or less and the amount is 5% by weight or more and 55% by weight or less of the total silicon nitride particles. It is also possible to control the size of the particles. Less than 1 micron,
If the amount is 5% by weight or less, the effect as a reinforcing material is not sufficient. If it is 5 μm or more, or 55% by weight or more, large particles come into contact with each other, and there is a problem in that the mechanical properties vary. If the grain growth is controlled by the heat treatment in this manner, the nuclei grow selectively and uniformly distributed. Therefore, the fracture toughness of the superplastic sintered body has a uniform structure (2.5
33.5 MPa · m 1/2 ) to the value of the heterogeneous structure (4.5).
(MPa · m 1/2 or more).

【0018】以上の通り、発明によると粒成長のための
核を含有する超塑性窒化ケイ素焼結体を作製し、加工後
の熱処理によって核を成長させ高靱性の焼結体とするこ
とができる。
As described above, according to the present invention, a superplastic silicon nitride sintered body containing a nucleus for grain growth is produced, and the nucleus is grown by heat treatment after processing to obtain a high toughness sintered body. .

【0019】[0019]

【実施例】以下、実施例と比較例を挙げてさらに具体的
に本発明を説明する。実施例1〜3 市販されているβ型微粉末(電気化学製、SN−P21
FC)から沈降法および遠心分級により微粉と粗粉を分
離した。微粉はマトリックス用粉末であり平均粒径0.
25ミクロン、比表面積23.7m2 /g、β率93%
であった。粗粉(核用粉末)は平均粒径0.76ミクロ
ン、比表面積2.4m2 /g、β率96%であった。こ
れらの粉末と焼結助剤を表1の割合に秤量した。その粉
末をヘキサンを溶媒として分散し、窒化ケイ素製の遊星
型ボールミルで2時間混合した。混合物を乾燥後、約
2.5gを秤量し、直径10mmのBN粉末を塗布した
黒鉛型に充填した。この粉末に200kg/cm2 の圧
力を加え、窒素雰囲気中で30℃/minで表1に示す
所定温度まで昇温し、保持せずに電源を切って冷却し
た。
The present invention will be described below more specifically with reference to examples and comparative examples. Examples 1 to 3 Commercially available β-type fine powder (SN-P21 manufactured by Denki Kagaku)
From FC), fine powder and coarse powder were separated by sedimentation and centrifugal classification. The fine powder is a powder for a matrix and has an average particle size of 0.
25 microns, specific surface area 23.7 m 2 / g, β ratio 93%
Met. The coarse powder (core powder) had an average particle size of 0.76 μm, a specific surface area of 2.4 m 2 / g, and a β ratio of 96%. These powders and the sintering aid were weighed in the proportions shown in Table 1. The powder was dispersed in hexane as a solvent and mixed in a silicon nitride planetary ball mill for 2 hours. After the mixture was dried, about 2.5 g was weighed and filled in a graphite mold coated with BN powder having a diameter of 10 mm. A pressure of 200 kg / cm 2 was applied to this powder, the temperature was raised to a predetermined temperature shown in Table 1 at 30 ° C./min in a nitrogen atmosphere, and the power was turned off without holding and cooled.

【0020】試料の寸法と重量から密度を測定した。相
対密度はそれぞれの原料の寄与の総和を理論密度として
算定した。焼結体を切断、研磨しCF4 ガスを用いたプ
ラズマエッチングを行った。この処理で窒化ケイ素粒子
は薄く除去され、粒界のガラス相は残留する。この試料
を走査型顕微鏡で見ると、粒界がきれいに識別されるの
で、組織が容易に観察できる。その写真から画像解析に
より、約1000個の粒子の粒径と面積を測定した。粒
径の分布においてマトリックスと核の山は分離されてい
るので、容易に識別できる。その結果を表1に示した。
焼結中に粒子は成長しているが、マトリックスおよび核
の平均粒径は原料粉末の値より小さいことが示されてい
る。これは原料の平均粒径が粒度分布曲線の50%体積
に相当する粒度とするのに対し、焼結体の中では個数平
均を採用しているためである。
The density was measured from the size and weight of the sample. The relative density was calculated as the theoretical density of the sum of the contributions of the respective raw materials. The sintered body was cut and polished, and plasma etching was performed using CF 4 gas. In this process, the silicon nitride particles are thinly removed, and the glass phase at the grain boundaries remains. When this sample is viewed with a scanning microscope, the grain boundaries are clearly identified, so that the structure can be easily observed. From the photograph, the particle size and area of about 1000 particles were measured by image analysis. Since the matrix and the core peak are separated in the particle size distribution, they can be easily identified. The results are shown in Table 1.
Although the particles are growing during sintering, the average particle size of the matrix and nuclei is shown to be smaller than that of the raw powder. This is because the average particle size of the raw material is a particle size corresponding to 50% volume of the particle size distribution curve, whereas the number average is employed in the sintered body.

【0021】[0021]

【表1】 得られた焼結体に表2に示す条件で圧縮による超塑性加
工を行った。この加工物を窒素中で表2の条件で熱処理
した。熱処理後の焼結体の組織評価は原料焼結体と同じ
方法で行った。表3には核から成長した柱状粒子の体積
含有率(%)も示してある。試料は1ミクロンのダイヤ
モンド砥粒で研磨し、JIS R1607の圧子圧入法
で破壊靱性を決定した。ヴィッカース圧子の荷重は20
kgとした。比較のために加工前の焼結体の破壊靱性の
値も示してある。なお、超塑性後の焼結体の組織と破壊
靱性値は加工前とほぼ同じであった。この結果、粒成長
のための核を含有する焼結体を超塑性加工後熱処理する
方法により、高靱性である窒化ケイ素焼結体を製造する
ことができた。
[Table 1] The obtained sintered body was subjected to superplastic working by compression under the conditions shown in Table 2. This workpiece was heat-treated in nitrogen under the conditions shown in Table 2. The structure of the sintered body after the heat treatment was evaluated in the same manner as the raw material sintered body. Table 3 also shows the volume content (%) of the columnar particles grown from the nucleus. The sample was polished with 1 micron diamond abrasive grains, and the fracture toughness was determined by the indentation press-fit method of JIS R1607. Vickers indenter load is 20
kg. For comparison, the values of the fracture toughness of the sintered body before processing are also shown. The structure and fracture toughness of the sintered body after superplasticity were almost the same as before the working. As a result, a high-toughness silicon nitride sintered body could be manufactured by a method of performing heat treatment after superplastic working of a sintered body containing nuclei for grain growth.

【0022】[0022]

【表2】 [Table 2]

【0023】[0023]

【表3】 比較例1 実施例に用いたβ型微粉末(マトリックス用)を実施例
1と同じ条件で1750℃まで加熱し、冷却して予備焼
結体を作製した。焼結体の組織は細かく均一であり、破
壊靱性は2.4MPa・m1/2 であった。これを300
kg/cm2 の圧縮応力下、1550℃で加工すると変
形速度が32×10-4/secで超塑性変形した。この
材料を10気圧の窒素中、1750℃で1時間加熱する
と粒度が均一であるが少し柱状に粒成長した組織が得ら
れた。ただし、1ミクロン以上に成長した粒子が観察さ
れなかった。この焼結体の破壊靱性は3.9MPa・m
1/ 2 と低く、熱処理の効果は十分でなかった。比較例2 市販されている高純度α型微粉末(宇部興産製、E−1
0)を実施例1と同じ条件で1750℃まで加熱し、冷
却して予備焼結体を作製した。組織は細かく均一な平均
粒径0.25ミクロンのマトリックスと平均粒径0.7
4ミクロンの核から構成されている。核は原料のα型の
一部がβ型に相転移した際に形成された。この焼結体は
比較例1と同じ条件で圧縮試験すると7.8×10-5
secと変形速度が小さく、超塑性加工には適当でなか
った。
[Table 3] Comparative Example 1 The β-type fine powder (for matrix) used in Example was heated to 1750 ° C. under the same conditions as in Example 1 and cooled to produce a pre-sintered body. The structure of the sintered body was fine and uniform, and the fracture toughness was 2.4 MPa · m 1/2 . This is 300
When processed at 1550 ° C. under a compressive stress of kg / cm 2 , superplastic deformation occurred at a deformation rate of 32 × 10 −4 / sec. When this material was heated at 1750 ° C. for 1 hour in nitrogen at 10 atm, a structure having a uniform grain size but a slightly columnar grain growth was obtained. However, particles grown to 1 micron or more were not observed. The fracture toughness of this sintered body is 3.9 MPa · m
As low as 1/2 , the effect of the heat treatment was not sufficient. Comparative Example 2 Commercially available high-purity α-type fine powder (manufactured by Ube Industries, E-1
0) was heated to 1750 ° C. under the same conditions as in Example 1 and cooled to produce a pre-sintered body. The texture is a fine and uniform matrix with an average particle size of 0.25 microns and an average particle size of 0.7
It consists of a 4 micron core. The nuclei were formed when a part of the α-form of the raw material was phase-transformed to β-form. This sintered body was subjected to a compression test under the same conditions as in Comparative Example 1 to give 7.8 × 10 −5 /
The deformation speed was low in seconds and was not suitable for superplastic working.

【0024】[0024]

【発明の効果】この発明により、以上詳しく説明した通
り、超塑性加工により高塑性の焼結体とすることのでき
る超塑性窒化ケイ素焼結体が提供される。
According to the present invention, as described in detail above, a superplastic silicon nitride sintered body that can be made into a highly plastic sintered body by superplastic working is provided.

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 85体積%以上98体積%以下のβ型窒
化ケイ素粒子と2体積%以上15体積%以下の粒界相か
ら構成される相対密度が95%以上である窒化ケイ素焼
結体であって、窒化ケイ素粒子が平均粒径0.3ミクロ
ン以下のマトリックス粒子93重量%以上99.5重量
%以下とマトリックス粒子の平均粒径の2倍以上7倍以
下の平均粒径を持つ核粒子が0.5重量%以上7重量%
以下から構成されることを特徴とする超塑性窒化ケイ素
焼結体。
1. A silicon nitride sintered body having a relative density of 95% or more composed of β-type silicon nitride particles of 85% to 98% by volume and a grain boundary phase of 2% to 15% by volume. And core particles in which silicon nitride particles have an average particle diameter of 93% by weight or more and 99.5% by weight or less and an average particle diameter of 2 times or more and 7 times or less the average particle diameter of the matrix particles. Is 0.5% by weight or more and 7% by weight
A superplastic silicon nitride sintered body comprising:
【請求項2】 窒化ケイ素粒子が平均粒径が0.3ミク
ロン以下かつ最大粒径が平均粒径の2倍を越えないマト
リックス粒子とこのマトリックス粒子の平均粒径の2倍
以上7倍以下でありかつ平均粒径が0.4ミクロン以上
1.0ミクロン以下である請求項1記載の超塑性窒化ケ
イ素焼結体。
2. The method according to claim 1, wherein the silicon nitride particles have a mean particle size of 0.3 μm or less and a maximum particle size of not more than twice the mean particle size. 2. The superplastic silicon nitride sintered body according to claim 1, wherein said superplastic silicon nitride has an average particle diameter of 0.4 to 1.0 micron.
【請求項3】 50〜2000kg/cm2 の圧縮また
は引っ張りの応力下で、1350〜1650℃の温度範
囲内で、10-4/sec以上の歪速度で変形する請求項
1記載の超塑性窒化ケイ素焼結体。
3. The superplastic nitriding material according to claim 1, wherein said superplastic nitriding material is deformed at a strain rate of 10 -4 / sec or more within a temperature range of 1350 to 1650 ° C. under a compressive or tensile stress of 50 to 2000 kg / cm 2. Silicon sintered body.
【請求項4】 平均粒径が0.35ミクロン以下、比表
面積が20m2 /g以上でありかつβ率が85%以上で
あるマトリックス用窒化ケイ素微粉末79.1重量%以
上97.5重量%以下に、平均粒径がマトリックス用粉
末の平均粒径の2倍以上7倍以下である核粒子用粉末
0.4重量%以上6.9重量%以下および希土類元素酸
化物またはAl2 3 、MgO、CaO並びにSiO2
の単独または2種以上を2重量%以上15重量%以下を
焼結助剤として添加・混合後、窒素雰囲気中で1500
℃以上1850℃以下の温度、100〜1000kg/
cm2 の圧力下でホットプレスすることを特徴とする請
求項1、2および3記載の超塑性窒化ケイ素焼結体の製
造方法。
4. A silicon nitride fine powder for a matrix having an average particle diameter of 0.35 μm or less, a specific surface area of 20 m 2 / g or more and a β ratio of 85% or more, 79.1% by weight or more and 97.5% by weight. % Or less, 0.4% by weight or more and 6.9% by weight or less of core particle powder having an average particle size of 2 times or more and 7 times or less of the average particle size of the matrix powder, and a rare earth element oxide or Al 2 O 3. , MgO, CaO and SiO 2
Singly or two or more of them are added and mixed as a sintering aid in an amount of 2% by weight or more and 15% by weight or less,
100 ° C. to 1850 ° C., 100 to 1000 kg /
4. The method for producing a superplastic silicon nitride sintered body according to claim 1, wherein hot pressing is performed under a pressure of cm 2 .
【請求項5】 マトリックス粒子が平均粒径0.5ミク
ロン以下であり、核から柱状に成長した粒子の平均粒径
が1ミクロン以上5ミクロン以下でその量が全窒化ケイ
素粒子の5重量%以上55重量%以下であり、破壊靱性
が4.5MPa・m1/2 以上であることを特徴とする窒
化ケイ素焼結体。
5. The matrix particles have an average particle size of 0.5 μm or less, and the particles grown in a columnar form from the nucleus have an average particle size of 1 μm or more and 5 μm or less and the amount is 5% by weight or more of the total silicon nitride particles. A silicon nitride sintered body characterized by being 55% by weight or less and having a fracture toughness of 4.5 MPa · m 1/2 or more.
【請求項6】 請求項1、2または3の超塑性窒化ケイ
素焼結体を、50〜2000kg/cm2 の圧縮または
引っ張り応力下で、1350〜1650℃の温度範囲内
で、10-4/sec以上の歪速度で加工変形させ、次い
で、1〜100気圧の窒素中、1650〜2000℃に
加熱処理することを特徴とする請求項5の窒化ケイ素焼
結体の製造法。
6. The superplastic silicon nitride sintered body according to claim 1, 2 or 3, under a compressive or tensile stress of 50 to 2000 kg / cm 2 , in a temperature range of 1350 to 1650 ° C. and 10 -4 / The method for producing a silicon nitride sintered body according to claim 5, wherein the silicon nitride sintered body is deformed at a strain rate of not less than sec and heated at 1650 to 2000 ° C. in nitrogen at 1 to 100 atm.
JP6300247A 1994-11-09 1994-11-09 Superplastic silicon nitride sintered body and its manufacturing method Expired - Lifetime JP2600116B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6300247A JP2600116B2 (en) 1994-11-09 1994-11-09 Superplastic silicon nitride sintered body and its manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6300247A JP2600116B2 (en) 1994-11-09 1994-11-09 Superplastic silicon nitride sintered body and its manufacturing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08133843A JPH08133843A (en) 1996-05-28
JP2600116B2 true JP2600116B2 (en) 1997-04-16

Family

ID=17882488

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6300247A Expired - Lifetime JP2600116B2 (en) 1994-11-09 1994-11-09 Superplastic silicon nitride sintered body and its manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2600116B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08133843A (en) 1996-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3624225B2 (en) Silicon nitride or sialon ceramics and molding method thereof
Krell et al. The influence of shaping method on the grain size dependence of strength in dense submicrometre alumina
JP2671945B2 (en) Superplastic silicon carbide sintered body and method for producing the same
JPH07299708A (en) Manufacture of silicon nitride system ceramics part
WO2009128386A1 (en) Anti-wear member, anti-wear instrument and method of producing anti-wear member
US5908798A (en) In-situ toughened alpha prime-sialon-based ceramics
JPH01230478A (en) Homogeneous sintered silicon nitride and production thereof
US5472919A (en) β-silicon nitride sintered body
US5449649A (en) Monolithic silicon nitride having high fracture toughness
JP2600116B2 (en) Superplastic silicon nitride sintered body and its manufacturing method
EP0631997B1 (en) Silicon nitride based sintered body and method for producing the same
US4752427A (en) Method for plastic working of ceramics
US6136738A (en) Silicon nitride sintered body with region varying microstructure and method for manufacture thereof
JP2723170B2 (en) Superplastic silicon nitride sintered body
JP2773976B2 (en) Super tough monolithic silicon nitride
JP2920482B2 (en) Silicon carbide sintered body excellent in toughness and manufacturing method
JP2000327430A (en) Aluminum nitride sintered compact and its production
JPH10331857A (en) Ceramic rolling element and manufacture thereof
JP3653533B2 (en) Silicon nitride composite material and method for producing the same
JP2657979B2 (en) Forming method for composite ceramics
JP3148559B2 (en) Ceramic fiber reinforced turbine blade and method of manufacturing the same
JP2972836B2 (en) Forming method of composite ceramics
JP3359443B2 (en) Alumina sintered body and method for producing the same
JP2001019550A (en) Crystallite granule silicon carbide sintered compact having superplasticity and its production
Kobayashi et al. Microstructure and high-temperature property of reaction HIP-sintered SiC-AlN ceramic alloys

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term