JP2789133B2 - 窒化珪素質焼結体及びその製造方法 - Google Patents
窒化珪素質焼結体及びその製造方法Info
- Publication number
- JP2789133B2 JP2789133B2 JP2277280A JP27728090A JP2789133B2 JP 2789133 B2 JP2789133 B2 JP 2789133B2 JP 2277280 A JP2277280 A JP 2277280A JP 27728090 A JP27728090 A JP 27728090A JP 2789133 B2 JP2789133 B2 JP 2789133B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sintered body
- silicon nitride
- silicon
- oxide
- surface layer
- 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 - Fee Related
Links
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、窒化珪素質焼結体に関し、特にガスタービ
ン等の熱機関構造用部品として有用な高温強度に優れた
焼結体及びその製造方法に関する。
ン等の熱機関構造用部品として有用な高温強度に優れた
焼結体及びその製造方法に関する。
（従来技術） 従来から、窒化珪素質焼結体は高温における強度、硬
度、熱的化学的安定性に優れた材料として注目されエン
ジニアリングセラミックスとして、特に熱機関用構造材
料としての応用が進められている。
度、熱的化学的安定性に優れた材料として注目されエン
ジニアリングセラミックスとして、特に熱機関用構造材
料としての応用が進められている。
一般に窒化珪素はそれ自体、難焼結性であるために焼
結助剤としてY2O3等の周期律表第III a族元素酸化物を
はじめAl2O3等の添加が必要とされており、具体的に焼
結体を製造する場合には、窒化珪素粉末に上記の焼結助
剤粉末を所定量添加混合した後、この混合物を公知の成
形方法で成形し1500〜2000℃の非酸化性雰囲気中で焼成
することにより高密度の焼結体が得られている。
結助剤としてY2O3等の周期律表第III a族元素酸化物を
はじめAl2O3等の添加が必要とされており、具体的に焼
結体を製造する場合には、窒化珪素粉末に上記の焼結助
剤粉末を所定量添加混合した後、この混合物を公知の成
形方法で成形し1500〜2000℃の非酸化性雰囲気中で焼成
することにより高密度の焼結体が得られている。
このような窒化珪素質焼結体は特性の上からは全体と
して均一な組織あるいは組成からなることが望まれてい
る。
して均一な組織あるいは組成からなることが望まれてい
る。
また、窒化珪素質焼結体は、特にターボロータやガス
タービンロータ等の熱機関用構造材料として用いる場
合、高温における抗折強度が高いこと、また耐酸化性に
優れ、室温から高温までの強度の劣化が小さいことが要
求されている。
タービンロータ等の熱機関用構造材料として用いる場
合、高温における抗折強度が高いこと、また耐酸化性に
優れ、室温から高温までの強度の劣化が小さいことが要
求されている。
そこで、組成的に高温特性に優れたものとして窒化珪
素（Si2N4）に対して、周期律表第III a族元素酸化物
（RE2O3）および酸化珪素（SiO2）を添加し、窒化珪素
結晶粒子間の粒界にSi3N4−RE2O3−SiO2系化合物からな
る高融点ガラスや結晶相を析出した焼結体が特開昭55−
3397号に提案されている。
素（Si2N4）に対して、周期律表第III a族元素酸化物
（RE2O3）および酸化珪素（SiO2）を添加し、窒化珪素
結晶粒子間の粒界にSi3N4−RE2O3−SiO2系化合物からな
る高融点ガラスや結晶相を析出した焼結体が特開昭55−
3397号に提案されている。
また本出願人は、先に特開昭62−124663号により、上
記３元系においてSiO2/RE2O3のモル比を２以下にするこ
とにより高温強度を高めることができることを提案し、
また特開平02−61781号ではSiO2/RE2O3のモル比を２よ
り大きくすることにより高温時の耐酸化性を大幅に向上
できることを提案した。
記３元系においてSiO2/RE2O3のモル比を２以下にするこ
とにより高温強度を高めることができることを提案し、
また特開平02−61781号ではSiO2/RE2O3のモル比を２よ
り大きくすることにより高温時の耐酸化性を大幅に向上
できることを提案した。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、これらの焼結体はいずれも、高温強度
あるいは耐酸化性のいずれかの特性については確かに優
れた特性を有するものの、他方の特性が不十分であり特
性も不安定であるという問題がある。
あるいは耐酸化性のいずれかの特性については確かに優
れた特性を有するものの、他方の特性が不十分であり特
性も不安定であるという問題がある。
また、上記の特性、特に抗折強度は焼結体表面が鏡面
研磨された場合における強度であり、例えば複雑な形状
の焼結体を作成する場合には、その表面すべてを完全に
研磨することが不可能である場合、その特性は焼結体表
面の荒れにより大きく低下するという問題があり、ま
た、寸法精度を挙げるために焼結体表面を研削加工した
場合にもその加工傷は破壊源となり強度を低下させると
いう問題がある。
研磨された場合における強度であり、例えば複雑な形状
の焼結体を作成する場合には、その表面すべてを完全に
研磨することが不可能である場合、その特性は焼結体表
面の荒れにより大きく低下するという問題があり、ま
た、寸法精度を挙げるために焼結体表面を研削加工した
場合にもその加工傷は破壊源となり強度を低下させると
いう問題がある。
かかる焼結体の表面の荒れや加工傷に対しては例え
ば、焼結体を大気等の酸化性雰囲気にて熱処理して表面
の窒化珪素を酸化させることにより酸化珪素からなる被
膜を生成させ、焼結体表面の傷や荒れを治癒する方法が
知られている。しかし、この方法は表面が加工された焼
結体に対してはその加工面の加工傷の焼きなまし効果が
あり、また焼結体内部の強度を向上することができる
が、例えば複雑形状をなすために焼結後何ら加工のでき
ない焼結体に対しては、その焼き放し面の強度を回復す
ることができない。また、焼結体自体の耐酸化性が焼結
助剤の種類や、焼結条件等により異なるために、同一の
酸化処理を行っても強度にバラツキが生じやすく、酸化
処理条件によっては逆に表面荒れを招く等の恐れがあ
る。
ば、焼結体を大気等の酸化性雰囲気にて熱処理して表面
の窒化珪素を酸化させることにより酸化珪素からなる被
膜を生成させ、焼結体表面の傷や荒れを治癒する方法が
知られている。しかし、この方法は表面が加工された焼
結体に対してはその加工面の加工傷の焼きなまし効果が
あり、また焼結体内部の強度を向上することができる
が、例えば複雑形状をなすために焼結後何ら加工のでき
ない焼結体に対しては、その焼き放し面の強度を回復す
ることができない。また、焼結体自体の耐酸化性が焼結
助剤の種類や、焼結条件等により異なるために、同一の
酸化処理を行っても強度にバラツキが生じやすく、酸化
処理条件によっては逆に表面荒れを招く等の恐れがあ
る。
（問題点を解決するための手段） 本発明者は、上記の問題点に対して検討を加えた結
果、特定の組成からなる焼結耐をSiOを含む窒素雰囲気
中にて熱処理して該焼結体の表面に雰囲気からSiO2を析
出させることにより、焼結体の表面に特定の厚さで珪素
および酸素が内部より多量に存在する領域を形成するこ
とにより、焼結体の表面をバラツキなく均質化すること
ができるとともに、焼結体の表層部に珪素および酸素が
内部よりも多い領域を形成することにより高温強度およ
び耐酸化性に優れた焼結体が得られることを知見した。
果、特定の組成からなる焼結耐をSiOを含む窒素雰囲気
中にて熱処理して該焼結体の表面に雰囲気からSiO2を析
出させることにより、焼結体の表面に特定の厚さで珪素
および酸素が内部より多量に存在する領域を形成するこ
とにより、焼結体の表面をバラツキなく均質化すること
ができるとともに、焼結体の表層部に珪素および酸素が
内部よりも多い領域を形成することにより高温強度およ
び耐酸化性に優れた焼結体が得られることを知見した。
即ち、本発明の窒化珪素質焼結体は、窒化珪素結晶相
と、少なくとも窒化珪素と周期律表第III a族元素酸化
物および酸化珪素からなるガラス相および／または結晶
相からなる粒界相により構成される窒化珪素質焼結体に
おいて、該焼結体の表面から厚さ１〜100μｍの表層部
における酸素量および珪素量が内部よりも多く、前記周
期律表第III a族元素酸化物の前記酸化珪素に対するモ
ル比が、焼結体内部においては２以下、前記表層部にお
いては２よりも大きいことを特徴とするものである。
と、少なくとも窒化珪素と周期律表第III a族元素酸化
物および酸化珪素からなるガラス相および／または結晶
相からなる粒界相により構成される窒化珪素質焼結体に
おいて、該焼結体の表面から厚さ１〜100μｍの表層部
における酸素量および珪素量が内部よりも多く、前記周
期律表第III a族元素酸化物の前記酸化珪素に対するモ
ル比が、焼結体内部においては２以下、前記表層部にお
いては２よりも大きいことを特徴とするものである。
また、本発明の窒化珪素質焼結体の製造方法は、窒化
珪素焼結相と、少なくとも窒化珪素と周期律表第III a
族元素酸化物および酸化珪素からなるガラス相および／
または結晶相からなる粒界相により構成され、且つ前記
周期律表第III a族元素酸化物の前記酸化珪素に対する
モル比が２以上の窒化珪素質焼結体をSiOを含有する130
0〜1900℃の非酸化性雰囲気で熱処理し、前記焼結体の
表層に酸化珪素またはシリケートガラスを析出させ、該
焼結体の表面から厚さ１〜100μｍにわたり、酸素量お
よび珪素量が内部よりも多く、前記周期律表第III a族
元素酸化物の前記酸化珪素に対するモル比が２よりも大
きい組成からなる表層部を形成したことを特徴とするも
のである。
珪素焼結相と、少なくとも窒化珪素と周期律表第III a
族元素酸化物および酸化珪素からなるガラス相および／
または結晶相からなる粒界相により構成され、且つ前記
周期律表第III a族元素酸化物の前記酸化珪素に対する
モル比が２以上の窒化珪素質焼結体をSiOを含有する130
0〜1900℃の非酸化性雰囲気で熱処理し、前記焼結体の
表層に酸化珪素またはシリケートガラスを析出させ、該
焼結体の表面から厚さ１〜100μｍにわたり、酸素量お
よび珪素量が内部よりも多く、前記周期律表第III a族
元素酸化物の前記酸化珪素に対するモル比が２よりも大
きい組成からなる表層部を形成したことを特徴とするも
のである。
以下、本発明を詳述する。
本発明の窒化珪素質焼結体は、組成的には窒化珪素を
主体とし、焼結助剤として少なくとも周期律表第III a
族元素酸化物を含有するものである。また、焼結体中に
は、窒化珪素原料から不可避的に混入する不純物酸素も
存在する。これらを含めた焼結体の全体組成は、窒化珪
素が85〜99モル％、周期律表第III a族元素酸化物（R
E）の酸化物換算（RE2O3）が0.5〜15モル％、焼結体中
の全酸素量から周期律表第III a族元素酸化物にRE2O3と
して化学量論比で結合している酸素を差し引いて求めら
れる酸素量のSiO2換算量が0.5〜14.5モル％であり、ま
た、SiO2/RE2O3で表されるモル比が２以下であることが
重要である。これは、窒化珪素および周期律表第III a
族元素酸化物の量が上記範囲を逸脱するといずれも室温
硬度および高温強度が低くなるためで、また全体組成に
おけるSiO2/RE2O3モル比が２を越えると焼結体の強度が
低下するからである。
主体とし、焼結助剤として少なくとも周期律表第III a
族元素酸化物を含有するものである。また、焼結体中に
は、窒化珪素原料から不可避的に混入する不純物酸素も
存在する。これらを含めた焼結体の全体組成は、窒化珪
素が85〜99モル％、周期律表第III a族元素酸化物（R
E）の酸化物換算（RE2O3）が0.5〜15モル％、焼結体中
の全酸素量から周期律表第III a族元素酸化物にRE2O3と
して化学量論比で結合している酸素を差し引いて求めら
れる酸素量のSiO2換算量が0.5〜14.5モル％であり、ま
た、SiO2/RE2O3で表されるモル比が２以下であることが
重要である。これは、窒化珪素および周期律表第III a
族元素酸化物の量が上記範囲を逸脱するといずれも室温
硬度および高温強度が低くなるためで、また全体組成に
おけるSiO2/RE2O3モル比が２を越えると焼結体の強度が
低下するからである。
本発明によれば、上記組成からなる焼結体は組織的に
は窒化珪素からなる主結晶粒子と、その主結晶粒子間に
は粒界が存在する。粒界は、主として窒化珪素、周期律
表第III a族元素酸化物および酸化珪素を含有し、これ
らはガラス相または結晶相、あるいはこれらの混合相と
して存在する。
は窒化珪素からなる主結晶粒子と、その主結晶粒子間に
は粒界が存在する。粒界は、主として窒化珪素、周期律
表第III a族元素酸化物および酸化珪素を含有し、これ
らはガラス相または結晶相、あるいはこれらの混合相と
して存在する。
通常、かかる焼結体は、特性の均質性からその表層部
および内部ともに均一化が図られ、組成的にも特性のバ
ラツキ等を抑制するために内部と表層部とはほぼ同様な
組成からなることが要求されている。
および内部ともに均一化が図られ、組成的にも特性のバ
ラツキ等を抑制するために内部と表層部とはほぼ同様な
組成からなることが要求されている。
これに対し本発明によれば、焼結体の表層部における
珪素量および酸素量が内部よりも多くなるように組成を
変化させた点に大きな特徴を有する。かかる表層部はそ
の厚みが１〜100μｍ、特に10〜50μｍであることが望
ましい。また、この表層部の組成は酸素量が内部よりも
多くなることに起因して前述したSiO2/RE2O3モル比が２
を越える割合であることが重要である。これにより焼結
体全体の耐酸化性が大きく向上する。
珪素量および酸素量が内部よりも多くなるように組成を
変化させた点に大きな特徴を有する。かかる表層部はそ
の厚みが１〜100μｍ、特に10〜50μｍであることが望
ましい。また、この表層部の組成は酸素量が内部よりも
多くなることに起因して前述したSiO2/RE2O3モル比が２
を越える割合であることが重要である。これにより焼結
体全体の耐酸化性が大きく向上する。
このような焼結体を製造するには、窒化珪素粉末、周
期律表第III a族元素酸化物および所望により酸化珪素
粉末を前述した組成割合になるように秤量混合し、これ
をプレス成形、押し出し成形、射出成形、鋳込み成形、
冷間静水圧成形等の成形方法で所定の形状に成形後、16
00〜2000℃の窒素ガス等の非酸化性雰囲気中にて常圧焼
成、ホットプレス焼成、窒素ガス加圧焼成、熱間静水圧
焼成等により焼成するか、あるいは出発原料中にSi金属
粉末を加えて成形混、窒化した後に上記の条件で焼成す
ることによって、実質上に組成的にも内外差のない高密
度の焼結体を得る。なお、この時、作製する焼結体は、
前述した周期律表第III a族元素酸化物（RE2O3）と酸化
珪素（SiO2）とのSiO2/RE2O3モルが２以下であることが
重要であり、このモル比が２より大きいと高温硬度に優
れた焼結体を得ることができない。
期律表第III a族元素酸化物および所望により酸化珪素
粉末を前述した組成割合になるように秤量混合し、これ
をプレス成形、押し出し成形、射出成形、鋳込み成形、
冷間静水圧成形等の成形方法で所定の形状に成形後、16
00〜2000℃の窒素ガス等の非酸化性雰囲気中にて常圧焼
成、ホットプレス焼成、窒素ガス加圧焼成、熱間静水圧
焼成等により焼成するか、あるいは出発原料中にSi金属
粉末を加えて成形混、窒化した後に上記の条件で焼成す
ることによって、実質上に組成的にも内外差のない高密
度の焼結体を得る。なお、この時、作製する焼結体は、
前述した周期律表第III a族元素酸化物（RE2O3）と酸化
珪素（SiO2）とのSiO2/RE2O3モルが２以下であることが
重要であり、このモル比が２より大きいと高温硬度に優
れた焼結体を得ることができない。
次に、この焼結体をSiOを含む窒素あるいはアルゴン
等の非酸化性雰囲気で1300〜1900℃程度の温度で熱処理
する。このような雰囲気は、例えば加熱炉内に金属Siと
酸化珪素とが重量比で0.1〜100となるように混合された
ものを設置すると、高温で金属Siと酸化珪素の両者が分
解反応しSiOガスが発生する。
等の非酸化性雰囲気で1300〜1900℃程度の温度で熱処理
する。このような雰囲気は、例えば加熱炉内に金属Siと
酸化珪素とが重量比で0.1〜100となるように混合された
ものを設置すると、高温で金属Siと酸化珪素の両者が分
解反応しSiOガスが発生する。
この熱処理によれば、発生したSiOガスは、焼結体表
面で高温時、或いは高温からの冷却過程において凝結
し、焼結体表面にSiO2として析出する。それと同時に焼
結体内に存する周期律表第III a族元素酸化物とが一部
反応しつつシリケートガラス層が焼結体表面に形成され
る。
面で高温時、或いは高温からの冷却過程において凝結
し、焼結体表面にSiO2として析出する。それと同時に焼
結体内に存する周期律表第III a族元素酸化物とが一部
反応しつつシリケートガラス層が焼結体表面に形成され
る。
これにより焼結体の表層部と焼結体内部には組成的に
変化が生じる。具体的には、焼結体を構成する珪素、窒
素、酸素、周期律表第III a族元素のうち、珪素および
酸素は内部より表層部が多く、窒素および周期律表第II
I a族元素は減少する傾向にある。
変化が生じる。具体的には、焼結体を構成する珪素、窒
素、酸素、周期律表第III a族元素のうち、珪素および
酸素は内部より表層部が多く、窒素および周期律表第II
I a族元素は減少する傾向にある。
このようにして得られる焼結体表層部に、シリケート
ガラス等の生成により珪素および酸素の多い領域が形成
されるために焼結体の表面が均質化し、表面状態の劣化
による焼結体の強度の低下をなくし、焼結体本来の特性
を引き出すことができる。
ガラス等の生成により珪素および酸素の多い領域が形成
されるために焼結体の表面が均質化し、表面状態の劣化
による焼結体の強度の低下をなくし、焼結体本来の特性
を引き出すことができる。
本発明によれば、この時のSiO2の析出を最終的な焼結
体の表層部における前述したSiO2/RE2O3モル比が２より
も大きく、且つ焼結体表面から１〜100μｍとなるよう
に熱処理の処理時間や温度、雰囲気中のSiO濃度を制御
することが必要である。
体の表層部における前述したSiO2/RE2O3モル比が２より
も大きく、且つ焼結体表面から１〜100μｍとなるよう
に熱処理の処理時間や温度、雰囲気中のSiO濃度を制御
することが必要である。
これは、SiO2/RE2O3モル比が２以下では、優れた耐酸
化性が発揮されず、また、上記表層部の厚みが100μｍ
を越えると、SiO2の析出量が多すぎるためにガラス自体
の強度が焼結体に影響を及ぼす結果となり、時に高温強
度は大きく劣化する。また、表層部の厚みが１μｍより
薄いと焼結体表面の改質が不十分となり、所望の強度の
向上が望めない。
化性が発揮されず、また、上記表層部の厚みが100μｍ
を越えると、SiO2の析出量が多すぎるためにガラス自体
の強度が焼結体に影響を及ぼす結果となり、時に高温強
度は大きく劣化する。また、表層部の厚みが１μｍより
薄いと焼結体表面の改質が不十分となり、所望の強度の
向上が望めない。
（作 用） 本発明によれば、特定の窒化珪素質焼結体をSiO雰囲
気中での熱処理すると、その焼結体が研削加工品や焼き
放し品である場合、その表面においてSiO2が析出するこ
とにより、いわば表層部が再焼成されることにより表層
部が改質されるとともに均質化されることにより焼結体
表面の劣化に伴う焼結体の強度の劣化が解消され、焼結
体本来の強度を発揮することができる。
気中での熱処理すると、その焼結体が研削加工品や焼き
放し品である場合、その表面においてSiO2が析出するこ
とにより、いわば表層部が再焼成されることにより表層
部が改質されるとともに均質化されることにより焼結体
表面の劣化に伴う焼結体の強度の劣化が解消され、焼結
体本来の強度を発揮することができる。
また、かかる焼結体において表層部が珪素および酸素
が多量に存在することにより、焼結自体の耐酸化性を大
きく向上することができ、高温域における強度および耐
酸化性に優れた焼結体が提供できる。
が多量に存在することにより、焼結自体の耐酸化性を大
きく向上することができ、高温域における強度および耐
酸化性に優れた焼結体が提供できる。
以下、本発明を次の例で説明する。
（実施例） 窒化珪素粉末（α化率90％、不純物酸素量２％、平均
粒径0.5μｍ）と、周期律表第III a族元素酸化物粉末な
らびに酸化珪素粉末を第１表に示す割合にて秤量混合し
た。その後、混合粉末をプレス成形し、1800℃の窒素ガ
ス圧9atmの雰囲気で焼成した。
粒径0.5μｍ）と、周期律表第III a族元素酸化物粉末な
らびに酸化珪素粉末を第１表に示す割合にて秤量混合し
た。その後、混合粉末をプレス成形し、1800℃の窒素ガ
ス圧9atmの雰囲気で焼成した。
かかる各焼結体の表層部と内部との珪素量と酸素量と
の組成的な変化をEPMA分析によりその大小を比較すると
ともに酸素量および珪素量が内部よりも多くなる領域の
方面からの厚みを調べた。さらに、上記表層部における
定量分析をEPMA分析により行い周期律表第III a族元素
酸化物（RE2O3）と酸化珪素（SiO2）とのモル比（SiO2/
RE2O3）モル比を求めた。
の組成的な変化をEPMA分析によりその大小を比較すると
ともに酸素量および珪素量が内部よりも多くなる領域の
方面からの厚みを調べた。さらに、上記表層部における
定量分析をEPMA分析により行い周期律表第III a族元素
酸化物（RE2O3）と酸化珪素（SiO2）とのモル比（SiO2/
RE2O3）モル比を求めた。
また、各焼結体についてそれぞれ表面を表面粗さが2S
となるように研削加工したものと焼き放したものの２種
を作成した。
となるように研削加工したものと焼き放したものの２種
を作成した。
それぞれの試料を第１表に示す条件で10時間熱処理
し、処理後の研削加工品と焼き放し品の各焼結体につい
てJISR1601に従い、室温における抗折強度を測定した。
また焼き放し品については1400℃における強度も測定し
た。
し、処理後の研削加工品と焼き放し品の各焼結体につい
てJISR1601に従い、室温における抗折強度を測定した。
また焼き放し品については1400℃における強度も測定し
た。
さらに、耐酸化性の評価として1400℃の大気中に24時
間放置後の重量の増加量を測定した。これらの結果を第
１表に示す。
間放置後の重量の増加量を測定した。これらの結果を第
１表に示す。
第１表の結果によれば、SiOを含まない窒素雰囲気で
処理した試料NO.11は、組成的には内部に比較して酸素
が窒素置換により少なく珪素量はあまり変化がなく、特
性上は顕著な効果は見られない。また、SiOを含まない
酸化性雰囲気で処理した試料No.12は、組成的には内部
に比較して酸素量のみが多くなっており、特性的には室
温、高温においても強度は低いものであった。
処理した試料NO.11は、組成的には内部に比較して酸素
が窒素置換により少なく珪素量はあまり変化がなく、特
性上は顕著な効果は見られない。また、SiOを含まない
酸化性雰囲気で処理した試料No.12は、組成的には内部
に比較して酸素量のみが多くなっており、特性的には室
温、高温においても強度は低いものであった。
また、本発明に従い、SiO雰囲気中で処理してもその
温度が高い試料No.6では、酸素および珪素量は内部より
も多くなるが焼結体表面が分解し荒れが生じ特性は低く
なる。また、処理温度が低い試料No.2では、酸素量およ
び珪素量には殆ど変化なく、表層部の厚みが薄いもので
特性の改善には至らなかった。
温度が高い試料No.6では、酸素および珪素量は内部より
も多くなるが焼結体表面が分解し荒れが生じ特性は低く
なる。また、処理温度が低い試料No.2では、酸素量およ
び珪素量には殆ど変化なく、表層部の厚みが薄いもので
特性の改善には至らなかった。
さらに、焼結体内部のSiO2/RE2O3モル比が２より大き
い試料No.10は、優れた耐酸化性を有するものの、室温
強度及び高温硬度ともSiO2/RE2O3モル比が２より大きい
本発明試料に比較して劣るものであった。
い試料No.10は、優れた耐酸化性を有するものの、室温
強度及び高温硬度ともSiO2/RE2O3モル比が２より大きい
本発明試料に比較して劣るものであった。
これらの比較例に対して、本発明の試料は、何ら処理
をしない試料No.1に比較しても明らかなように試料No.
3,4,5では加工品や焼き放し品においても特性を大きく
改善することができた。
をしない試料No.1に比較しても明らかなように試料No.
3,4,5では加工品や焼き放し品においても特性を大きく
改善することができた。
また、本発明の試料No.3〜５、７〜９は、いずれも高
温耐酸化性および高温強度に優れたものであった。
温耐酸化性および高温強度に優れたものであった。
（発明の効果） 本発明によれば、焼き放し後や研削加工後の焼結体の
強度劣化をその表面を実質的に改質することにより硬度
を回復させることができ、且つ高温における耐酸化性お
よび強度の高い焼結体を提供することができる。
強度劣化をその表面を実質的に改質することにより硬度
を回復させることができ、且つ高温における耐酸化性お
よび強度の高い焼結体を提供することができる。
よって、ターボロータやガスタービンをはじめとする
複雑形成品やその他高温特性が要求される各種構造用材
料へ応用する場合に特にその効果が発揮される。
複雑形成品やその他高温特性が要求される各種構造用材
料へ応用する場合に特にその効果が発揮される。
Claims (2)
- 【請求項１】窒化珪素結晶相と、少なくとも窒化珪素と
周期律表第III a族元素酸化物および酸化珪素からなる
ガラス相および／または結晶相からなる粒界相により構
成される窒化珪素質焼結体において、該焼結体の表面か
ら厚さ１〜100μｍの表層部における酸素量および珪素
量が内部よりも多く、前記周期律表第III a族元素酸化
物の前記酸化珪素に対するモル比が、焼結体内部におい
ては２以下、前記表層部においては２よりも大きいこと
を特徴とする窒化珪素質焼結体。 - 【請求項２】窒化珪素焼結相と、少なくとも窒化珪素と
周期律表第III a族元素酸化物および酸化珪素からなる
ガラス相および／または結晶相からなる粒界相により構
成され、且つ前記周期律表第III a族元素酸化物の前記
酸化珪素に対するモル比が２以上の窒化珪素質焼結体を
SiOを含有する1300〜1900℃の非酸化性雰囲気で熱処理
し、前記焼結体の表層に酸化珪素またはシリケートガラ
スを析出させ、該焼結体の表面から厚さ１〜100μｍに
わたり、酸素量および珪素量が内部よりも多く、前記周
期律表第III a族元素酸化物の前記酸化珪素に対するモ
ル比が２よりも大きい組成からなる表層部を形成したこ
とを特徴とする窒化珪素質焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2277280A JP2789133B2 (ja) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | 窒化珪素質焼結体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2277280A JP2789133B2 (ja) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | 窒化珪素質焼結体及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04154667A JPH04154667A (ja) | 1992-05-27 |
| JP2789133B2 true JP2789133B2 (ja) | 1998-08-20 |
Family
ID=17581332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2277280A Expired - Fee Related JP2789133B2 (ja) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | 窒化珪素質焼結体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2789133B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5527937B2 (ja) | 2008-03-26 | 2014-06-25 | 京セラ株式会社 | 窒化珪素質焼結体 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4400427A (en) * | 1981-12-21 | 1983-08-23 | Gte Laboratories Incorporated | Sintered silicon nitride ceramic articles having surface layers of controlled composition |
| JPH02164773A (ja) * | 1988-12-16 | 1990-06-25 | Kyocera Corp | 窒化珪素質焼結体の製造方法 |
-
1990
- 1990-10-15 JP JP2277280A patent/JP2789133B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04154667A (ja) | 1992-05-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2789133B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体及びその製造方法 | |
| JP3231944B2 (ja) | 窒化珪素質耐熱部材の製造方法 | |
| JP3273099B2 (ja) | 希土類複合酸化物系焼結体及びその製造方法 | |
| JP2724768B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体及びその製造方法 | |
| JP3145597B2 (ja) | アルミナ質焼結体およびその製造方法 | |
| JP3231950B2 (ja) | 表面被覆窒化珪素質部材 | |
| JP3124867B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体及びその製造方法 | |
| JP3124865B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体及びその製造方法 | |
| JP2828582B2 (ja) | 表面被覆窒化珪素質耐熱部材 | |
| JP3236733B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体 | |
| JP2742622B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体及びその製造方法 | |
| JP2801447B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体の製造方法 | |
| JP3207045B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体の製造方法 | |
| JP2694369B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体 | |
| JP2777051B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体の製造方法 | |
| JP2694368B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体の製造方法 | |
| JP2883248B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体およびその製法 | |
| JP3237963B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体およびその製法 | |
| JPH03164472A (ja) | 窒化珪素焼結体の製造方法 | |
| JPH05117032A (ja) | 窒化珪素焼結体の製造方法 | |
| JP3176203B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体の製造方法 | |
| JP2811493B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体 | |
| JP3124862B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体の製造方法 | |
| JPH05238829A (ja) | 窒化けい素セラミックス焼結体 | |
| JPH04219374A (ja) | 窒化珪素質焼結体およびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090612 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090612 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100612 Year of fee payment: 12 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |