JP3359443B2 - アルミナ質焼結体およびその製造方法 - Google Patents
アルミナ質焼結体およびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、強度、靭性に優れたア
ルミナ質焼結体およびその製造方法に関するもので、例
えば、航空・宇宙業界，精錬業界，化学業界で用いられ
たり、ガスタービンエンジン、自動車部品、切削工具材
料等に好適に使用されるアルミナ質焼結体およびその製
造方法に関する。
ルミナ質焼結体およびその製造方法に関するもので、例
えば、航空・宇宙業界，精錬業界，化学業界で用いられ
たり、ガスタービンエンジン、自動車部品、切削工具材
料等に好適に使用されるアルミナ質焼結体およびその製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、耐高温の構造部材として、ア
ルミナは耐環境性、高温強度ともに優れることで注目さ
れていたが、アルミナの固有の欠点である低靭性によ
り、その用途が限られている。
ルミナは耐環境性、高温強度ともに優れることで注目さ
れていたが、アルミナの固有の欠点である低靭性によ
り、その用途が限られている。
【０００３】そこで、近年では、アルミナの破壊靭性を
向上させるために、種々の複合化が試みられている。例
えば、Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＣナノコンポジィット、Ａｌ2
Ｏ3−ＺｒＯ2 複合材料（例えば、特開昭６１−１２２
１６４号公報、特開昭６３−１３９０４４号公報等参
照）、および板状β−Ａｌ2 Ｏ3 の分散（例えば、特開
昭６３−１３４５５１号公報等参照）等により、純粋な
アルミナの焼結体より強度と靭性を向上することができ
る。
向上させるために、種々の複合化が試みられている。例
えば、Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＣナノコンポジィット、Ａｌ2
Ｏ3−ＺｒＯ2 複合材料（例えば、特開昭６１−１２２
１６４号公報、特開昭６３−１３９０４４号公報等参
照）、および板状β−Ａｌ2 Ｏ3 の分散（例えば、特開
昭６３−１３４５５１号公報等参照）等により、純粋な
アルミナの焼結体より強度と靭性を向上することができ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする問題点】しかし、上記Ａｌ2
Ｏ3 −ＳｉＣナノコンポジィットでは、Ａｌ2 Ｏ3 中に
非酸化物のＳｉＣを分散させているために、酸化雰囲気
において高温状態で使用される場合には耐酸化性に欠け
るという問題があった。
Ｏ3 −ＳｉＣナノコンポジィットでは、Ａｌ2 Ｏ3 中に
非酸化物のＳｉＣを分散させているために、酸化雰囲気
において高温状態で使用される場合には耐酸化性に欠け
るという問題があった。
【０００５】また、Ａｌ2 Ｏ3 −ＺｒＯ2 複合材料は９
００℃付近の温度で強度が急激に低下するため高温強度
が低く、高温下において応力が作用するような状態での
使用には適しないという問題があった。
００℃付近の温度で強度が急激に低下するため高温強度
が低く、高温下において応力が作用するような状態での
使用には適しないという問題があった。
【０００６】さらに、板状のβ−Ａｌ2 Ｏ3 を分散した
アルミナ焼結体では、通常の焼成温度でアルミナ母相結
晶粒子の粒成長速度がβ−Ａｌ2 Ｏ3 の粒成長速度より
大きいため、アルミナ母相の粒成長により板状β−Ａｌ
2 Ｏ3 による靱性向上の効果が大きく低減するという問
題があった。
アルミナ焼結体では、通常の焼成温度でアルミナ母相結
晶粒子の粒成長速度がβ−Ａｌ2 Ｏ3 の粒成長速度より
大きいため、アルミナ母相の粒成長により板状β−Ａｌ
2 Ｏ3 による靱性向上の効果が大きく低減するという問
題があった。
【０００７】
【問題点を解決するための手段】本発明者は、アルミナ
の組織と機械的特性の関係に対して研究を重ねた結果、
板状形状を有するアルミナ結晶が一定方向に配列した組
織を有し、さらに、特定の粒界分散相が存在することに
より、材料の室温強度、高温強度および破壊靭性が同時
に向上できることを知見し、本発明に至った。また、こ
のような板状アルミナ結晶が一定方向に配列した組織
は、一旦、アルミナ結晶の粒界に特定の粒界分散相が存
在した焼結体を作製し、この焼結体を所定の温度で一軸
加圧することにより得られることを見い出し、本発明に
至った。
の組織と機械的特性の関係に対して研究を重ねた結果、
板状形状を有するアルミナ結晶が一定方向に配列した組
織を有し、さらに、特定の粒界分散相が存在することに
より、材料の室温強度、高温強度および破壊靭性が同時
に向上できることを知見し、本発明に至った。また、こ
のような板状アルミナ結晶が一定方向に配列した組織
は、一旦、アルミナ結晶の粒界に特定の粒界分散相が存
在した焼結体を作製し、この焼結体を所定の温度で一軸
加圧することにより得られることを見い出し、本発明に
至った。
【０００８】即ち、本発明のアルミナ質焼結体は、アル
ミナ板状結晶が、その厚み方向に相互に当接して配列
し、前記アルミナ板状結晶の粒界に、周期律表第２ａ、
３ａ、４ａ族元素、ＴａおよびＭｎのうち少なくとも一
種の酸化物とＡｌ2Ｏ3との複合酸化物からなる分散相が
存在するものである。
ミナ板状結晶が、その厚み方向に相互に当接して配列
し、前記アルミナ板状結晶の粒界に、周期律表第２ａ、
３ａ、４ａ族元素、ＴａおよびＭｎのうち少なくとも一
種の酸化物とＡｌ2Ｏ3との複合酸化物からなる分散相が
存在するものである。
【０００９】また、本発明のアルミナ質焼結体は、アル
ミナ結晶と、これらのアルミナ結晶の粒界に周期律表第
２ａ、３ａ、４ａ族元素、ＴａおよびＭｎのうち少なく
とも一種の酸化物とＡｌ2Ｏ3との複合酸化物からなる分
散相が存在する焼結体を、加熱した状態で一軸圧縮応力
を加えることにより得られる。
ミナ結晶と、これらのアルミナ結晶の粒界に周期律表第
２ａ、３ａ、４ａ族元素、ＴａおよびＭｎのうち少なく
とも一種の酸化物とＡｌ2Ｏ3との複合酸化物からなる分
散相が存在する焼結体を、加熱した状態で一軸圧縮応力
を加えることにより得られる。
【００１０】以下、本発明を詳述する。
【００１１】本発明のアルミナ質焼結体では、図１に示
すように、アルミナ板状結晶１と、このアルミナ板状結
晶１の粒界に特定の分散相２を有するものである。そし
て、アルミナ板状結晶１は、その厚み方向ｔ（加圧方
向）に対して直角の長さ方向Ｈが相互にほぼ平行になる
ように配列している。言い換えれば、アルミナ板状結晶
１はその厚み方向に相互に当接（面接触）し、加圧方向
に積層している状態となる。このようなアルミナ板状結
晶のアスペクト比（長さＨ／厚みｔ）は１．７〜５、特
には３〜５が望ましい。
すように、アルミナ板状結晶１と、このアルミナ板状結
晶１の粒界に特定の分散相２を有するものである。そし
て、アルミナ板状結晶１は、その厚み方向ｔ（加圧方
向）に対して直角の長さ方向Ｈが相互にほぼ平行になる
ように配列している。言い換えれば、アルミナ板状結晶
１はその厚み方向に相互に当接（面接触）し、加圧方向
に積層している状態となる。このようなアルミナ板状結
晶のアスペクト比（長さＨ／厚みｔ）は１．７〜５、特
には３〜５が望ましい。
【００１２】また、アルミナ板状結晶の粒界に存在する
分散相は、周期律表第２ａ、３ａ、４ａ族元素、Ｔａお
よびＭｎのうち少なくとも一種の酸化物とＡｌ2Ｏ3との
複合酸化物であることが必要である。即ち、分散相は、
周期律表第２ａ，３ａ，４ａ族元素，ＴａおよびＭｎの
少なくとも一種の酸化物とＡｌ2Ｏ3との複合酸化物から
なる場合、周期律表第２ａ、３ａ、４ａ族元素、Ｔａお
よびＭｎのうち少なくとも一種の酸化物および該酸化物
とＡｌ2Ｏ3との複合酸化物からなる場合がある。
分散相は、周期律表第２ａ、３ａ、４ａ族元素、Ｔａお
よびＭｎのうち少なくとも一種の酸化物とＡｌ2Ｏ3との
複合酸化物であることが必要である。即ち、分散相は、
周期律表第２ａ，３ａ，４ａ族元素，ＴａおよびＭｎの
少なくとも一種の酸化物とＡｌ2Ｏ3との複合酸化物から
なる場合、周期律表第２ａ、３ａ、４ａ族元素、Ｔａお
よびＭｎのうち少なくとも一種の酸化物および該酸化物
とＡｌ2Ｏ3との複合酸化物からなる場合がある。
【００１３】周期律表第２ａ族元素としては、Ｂｅ，Ｍ
ｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｒａがあり、周期律表第３ａ族
元素としては、Ｓｃ，Ｙ，ランタノイド系やアクチノイ
ド系があり、周期律表第４ａ族元素としては、Ｔｉ，Ｚ
ｒ，Ｈｆがある。
ｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｒａがあり、周期律表第３ａ族
元素としては、Ｓｃ，Ｙ，ランタノイド系やアクチノイ
ド系があり、周期律表第４ａ族元素としては、Ｔｉ，Ｚ
ｒ，Ｈｆがある。
【００１４】本発明においては、Ｍｇおよび周期律表第
３ａ、４ａ族元素の少なくとも一種の酸化物とＡｌ2Ｏ3
との複合酸化物からなる分散相や、前述した酸化物から
なる分散相と複合酸化物からなる分散相が混在する場合
が、焼結体の組織制御の効果が大きく好ましい。分散相
としては、ＭｇＡｌ2Ｏ4 、ＢａＡｌ12Ｏ19 、Ａｌ2Ｔｉ
Ｏ5 、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12 、ＭｎＡｌ2Ｏ4が望ましい。
３ａ、４ａ族元素の少なくとも一種の酸化物とＡｌ2Ｏ3
との複合酸化物からなる分散相や、前述した酸化物から
なる分散相と複合酸化物からなる分散相が混在する場合
が、焼結体の組織制御の効果が大きく好ましい。分散相
としては、ＭｇＡｌ2Ｏ4 、ＢａＡｌ12Ｏ19 、Ａｌ2Ｔｉ
Ｏ5 、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12 、ＭｎＡｌ2Ｏ4が望ましい。
【００１５】このような分散相は全量中５〜２５体積％
含有することが望ましい。これは、５体積％よりも分散
相が少ない場合には、アルミナ板状結晶の粒界の安定性
が低く、高温で粒成長を発生し易くなり、分散相が２５
体積％よりも多くなると、アルミナ板状結晶の配向組織
の形成を阻害し、材料の特性を低下させる傾向があるか
らである。分散相の平均結晶粒径は３μｍ以下が望まし
い。
含有することが望ましい。これは、５体積％よりも分散
相が少ない場合には、アルミナ板状結晶の粒界の安定性
が低く、高温で粒成長を発生し易くなり、分散相が２５
体積％よりも多くなると、アルミナ板状結晶の配向組織
の形成を阻害し、材料の特性を低下させる傾向があるか
らである。分散相の平均結晶粒径は３μｍ以下が望まし
い。
【００１６】次に、本発明のアルミナ質焼結体の製法に
ついて述べる。本発明のアルミナ質焼結体は、先ず公知
の原料、例えば、Ａｌと周期律表第２ａ，３ａ，４ａ族
元素，ＴａおよびＭｎの少なくとも一種の金属粉末、ま
たはこれらの酸化物粉末、当該金属を含む有機、無機物
あるいはその溶液を用い、所定の組成に調合、混合後、
所望の成型手段、例えば、金型プレス，鋳込み成型，押
出成型，射出成型，冷間静水圧プレスなどにより任意の
形状に成形する。この成形体を公知の焼結法、例えば、
ホットプレス法，常圧焼成法，ガス加圧焼成法により焼
成することにより得られる。さらに、焼結後に熱間静水
圧処理（ＨＩＰ）処理、およびガラスシール後ＨＩＰ処
理しても良く、この場合には、対理論密度比９５％以上
の緻密な焼結体を得ることができる。
ついて述べる。本発明のアルミナ質焼結体は、先ず公知
の原料、例えば、Ａｌと周期律表第２ａ，３ａ，４ａ族
元素，ＴａおよびＭｎの少なくとも一種の金属粉末、ま
たはこれらの酸化物粉末、当該金属を含む有機、無機物
あるいはその溶液を用い、所定の組成に調合、混合後、
所望の成型手段、例えば、金型プレス，鋳込み成型，押
出成型，射出成型，冷間静水圧プレスなどにより任意の
形状に成形する。この成形体を公知の焼結法、例えば、
ホットプレス法，常圧焼成法，ガス加圧焼成法により焼
成することにより得られる。さらに、焼結後に熱間静水
圧処理（ＨＩＰ）処理、およびガラスシール後ＨＩＰ処
理しても良く、この場合には、対理論密度比９５％以上
の緻密な焼結体を得ることができる。
【００１７】そして、本発明の製法では、上記アルミナ
板状結晶と分散相からなる焼結体を加熱した状態で一軸
圧縮応力を加えて変形させることが重要である。このよ
うな加熱状態での加圧処理により、アルミナ結晶が板状
に塑性変形すると同時に、アルミナ板状結晶の長さ方向
Ｈが互いに平行となるように配列した組織を形成するこ
とができる。
板状結晶と分散相からなる焼結体を加熱した状態で一軸
圧縮応力を加えて変形させることが重要である。このよ
うな加熱状態での加圧処理により、アルミナ結晶が板状
に塑性変形すると同時に、アルミナ板状結晶の長さ方向
Ｈが互いに平行となるように配列した組織を形成するこ
とができる。
【００１８】加圧処理する以前の焼結体のアルミナの平
均結晶粒径は５μｍ以下が望ましい。これは、５μｍよ
りも大きくなると、大きなアスペクト比を有する板状結
晶を形成し難くなるからである。加圧処理する以前の焼
結体のアルミナの平均結晶粒径は３μｍ以下が特に望ま
しい。
均結晶粒径は５μｍ以下が望ましい。これは、５μｍよ
りも大きくなると、大きなアスペクト比を有する板状結
晶を形成し難くなるからである。加圧処理する以前の焼
結体のアルミナの平均結晶粒径は３μｍ以下が特に望ま
しい。
【００１９】また、一軸圧縮応力を加える際の加熱処理
条件については、１１００℃以下では、結晶の変形抵抗
が大きく、材料が脆性的な破壊が発生し易い。また１６
００℃以上の温度では、動的再結晶や、粒界軟化により
異方性結晶（アルミナ板状結晶）の形成と配列が困難と
なる。従って、加熱処理条件の好ましい温度範囲は１１
００〜１６００℃、特に１１５０〜１５００℃が望まし
い。
条件については、１１００℃以下では、結晶の変形抵抗
が大きく、材料が脆性的な破壊が発生し易い。また１６
００℃以上の温度では、動的再結晶や、粒界軟化により
異方性結晶（アルミナ板状結晶）の形成と配列が困難と
なる。従って、加熱処理条件の好ましい温度範囲は１１
００〜１６００℃、特に１１５０〜１５００℃が望まし
い。
【００２０】さらに、上記焼結体を加圧により変形させ
る時の平均歪速度は１×１０-5〜１×１０-3／ｓの範囲
が好適である。歪速度が１×１０-3／ｓより高いと、変
形抵抗が大幅に増加するだけでなく、材料中に多くの欠
陥が生成する傾向にあるからである。また、歪速度が１
×１０-5より低ければ、変形中での拡散により変形した
結晶が等軸結晶に回復する傾向にあるからである。ま
た、本発明の組織を形成するためには、加圧処理におけ
る最終的な歪みを、０．１０以上、特には０．３以上と
することが望ましい。
る時の平均歪速度は１×１０-5〜１×１０-3／ｓの範囲
が好適である。歪速度が１×１０-3／ｓより高いと、変
形抵抗が大幅に増加するだけでなく、材料中に多くの欠
陥が生成する傾向にあるからである。また、歪速度が１
×１０-5より低ければ、変形中での拡散により変形した
結晶が等軸結晶に回復する傾向にあるからである。ま
た、本発明の組織を形成するためには、加圧処理におけ
る最終的な歪みを、０．１０以上、特には０．３以上と
することが望ましい。
【００２１】
【作用】本発明のアルミナ質焼結体では、アルミナの板
状結晶が、その厚さ方向に相互に当接して配列している
ため、アルミナ板状結晶の長さ方向に平行な（アルミナ
板状結晶の厚み方向と直角方向）引張応力が作用した場
合における強度が大幅に向上し、さらに焼結体自体の靱
性を著しく向上できる。これにより、特に荷重が平面応
力である部材に好適に用いることができる。
状結晶が、その厚さ方向に相互に当接して配列している
ため、アルミナ板状結晶の長さ方向に平行な（アルミナ
板状結晶の厚み方向と直角方向）引張応力が作用した場
合における強度が大幅に向上し、さらに焼結体自体の靱
性を著しく向上できる。これにより、特に荷重が平面応
力である部材に好適に用いることができる。
【００２２】また、アルミナの板状結晶の粒界に、周期
律２ａ、３ａ、４ａ族金属、ＴａおよびＭｎの酸化物と
Ａｌ2Ｏ3との複合酸化物からなる化合物の分散相が存在
しているため、アルミナ板状結晶の異常粒成長を抑制で
き、板状結晶形状を安定した状態で存在させることがで
きる。これらの元素の酸化物は高温でも安定性が高く、
周期律２ａ、３ａ、４ａ族金属、ＴａおよびＭｎの酸化
物やこれらの金属が互いに複合酸化物を形成し、また、
これらの周期律２ａ，３ａ，４ａ族金属，ＴａおよびＭ
ｎとアルミナとにより安定な複合酸化物を形成し、アル
ミナ板状結晶の粒界を安定させ、結晶の異方性を保持
し、アルミナ質焼結体の強度を向上する。
律２ａ、３ａ、４ａ族金属、ＴａおよびＭｎの酸化物と
Ａｌ2Ｏ3との複合酸化物からなる化合物の分散相が存在
しているため、アルミナ板状結晶の異常粒成長を抑制で
き、板状結晶形状を安定した状態で存在させることがで
きる。これらの元素の酸化物は高温でも安定性が高く、
周期律２ａ、３ａ、４ａ族金属、ＴａおよびＭｎの酸化
物やこれらの金属が互いに複合酸化物を形成し、また、
これらの周期律２ａ，３ａ，４ａ族金属，ＴａおよびＭ
ｎとアルミナとにより安定な複合酸化物を形成し、アル
ミナ板状結晶の粒界を安定させ、結晶の異方性を保持
し、アルミナ質焼結体の強度を向上する。
【００２３】よって、本発明のアルミナ質焼結体では、
安定性が高いアルミナ板状結晶が一定方向で配列し、こ
れらの粒界に所定の分散相が存在する組織となり、室温
から高温まで優れた強度と破壊靭性を有する構造材料を
提供できる。
安定性が高いアルミナ板状結晶が一定方向で配列し、こ
れらの粒界に所定の分散相が存在する組織となり、室温
から高温まで優れた強度と破壊靭性を有する構造材料を
提供できる。
【００２４】
【実施例】アルミナ原料粉末と周期律２ａ，３ａ，４ａ
族金属，ＴａおよびＭｎの酸化物原料粉末を出発原料と
し、焼結体組成が、表１に示すような組成となるように
秤量し、これらの混合粉末を１ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で
プレス成形した後、３ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で静水圧成
形を行った。
族金属，ＴａおよびＭｎの酸化物原料粉末を出発原料と
し、焼結体組成が、表１に示すような組成となるように
秤量し、これらの混合粉末を１ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で
プレス成形した後、３ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で静水圧成
形を行った。
【００２５】これらの成形体を大気中において１６５０
℃で５時間常圧焼成した。焼結体中の分散相の種類と存
在量およびアルミナ粒子の平均結晶粒径を表１に示す。
℃で５時間常圧焼成した。焼結体中の分散相の種類と存
在量およびアルミナ粒子の平均結晶粒径を表１に示す。
【００２６】そして、上記の焼結体を表１に示すような
温度で加熱し、表１に示すような平均歪速度となるよう
に一軸圧縮応力を加え、最終的に表１に示すような歪を
焼結体に生じさせた。
温度で加熱し、表１に示すような平均歪速度となるよう
に一軸圧縮応力を加え、最終的に表１に示すような歪を
焼結体に生じさせた。
【００２７】
【表１】
【００２８】加圧処理後の焼結体組織を光学顕微鏡によ
り観察したところ、本発明の焼結体のアルミナ結晶粒が
板状になっていることを確認した。このアルミナ板状結
晶の平均アスペクト比を表２に示す。尚、アルミナ板状
結晶のアスペクト比とは、図１に示すように、焼結体の
一断面において、アルミナ板状結晶の長さＨと厚みｔと
の比（長さＨ／厚みｔ）とした。
り観察したところ、本発明の焼結体のアルミナ結晶粒が
板状になっていることを確認した。このアルミナ板状結
晶の平均アスペクト比を表２に示す。尚、アルミナ板状
結晶のアスペクト比とは、図１に示すように、焼結体の
一断面において、アルミナ板状結晶の長さＨと厚みｔと
の比（長さＨ／厚みｔ）とした。
【００２９】さらに、これらの焼結体をＪＩＳ−Ｒ１６
０１にて指定されている形状まで研磨し抗折試料を作製
した。この試料についてＪＩＳ−Ｒ１６０１に基づく室
温および１４００℃での４点曲げ抗折強度試験を実施し
た。また、ビッカース圧痕法により破壊靭性（ＫIC）を
測定した。これらの結果を表２に示した。
０１にて指定されている形状まで研磨し抗折試料を作製
した。この試料についてＪＩＳ−Ｒ１６０１に基づく室
温および１４００℃での４点曲げ抗折強度試験を実施し
た。また、ビッカース圧痕法により破壊靭性（ＫIC）を
測定した。これらの結果を表２に示した。
【００３０】
【表２】
【００３１】表１、２の結果から、本発明に基づいて得
られた、板状配列組織を有する焼結体は、従来のアルミ
ナ材料およびアルミナ基複合材料に比べて、優れた室温
と高温強度および破壊靭性を示すことが判る。
られた、板状配列組織を有する焼結体は、従来のアルミ
ナ材料およびアルミナ基複合材料に比べて、優れた室温
と高温強度および破壊靭性を示すことが判る。
【００３２】即ち、本発明のアルミナ質焼結体では、室
温での曲げ強度が６５０ＭＰａ以上であり、１４００℃
での曲げ強度が３６０ＭＰａ以上であり、さらに靱性が
４．０ＭＰａ・ｍ1/2以上と優れた特性を示す。特に、
試料Ｎｏ．１〜７については、室温での曲げ強度が７７
０ＭＰａ以上であり、１４００℃での曲げ強度が３９０
ＭＰａ以上であり、さらに靱性が４．６ＭＰａ・ｍ１／
２以上の優れた特性を有する。
温での曲げ強度が６５０ＭＰａ以上であり、１４００℃
での曲げ強度が３６０ＭＰａ以上であり、さらに靱性が
４．０ＭＰａ・ｍ1/2以上と優れた特性を示す。特に、
試料Ｎｏ．１〜７については、室温での曲げ強度が７７
０ＭＰａ以上であり、１４００℃での曲げ強度が３９０
ＭＰａ以上であり、さらに靱性が４．６ＭＰａ・ｍ１／
２以上の優れた特性を有する。
【００３３】一方、試料Ｎｏ．１３は従来のアルミナ焼
結体であり、分散相が存在しない場合である。この場合
には、室温や高温での曲げ強度が低く、また靱性も低
い。さらに、試料Ｎｏ．１４は、従来のアルミナ−ジル
コニア系の焼結体であり、加圧処理をせず、アルミナが
板状結晶となっていない場合である。この場合には、室
温での曲げ強度は高いが高温強度が極端に低くなること
が判る。
結体であり、分散相が存在しない場合である。この場合
には、室温や高温での曲げ強度が低く、また靱性も低
い。さらに、試料Ｎｏ．１４は、従来のアルミナ−ジル
コニア系の焼結体であり、加圧処理をせず、アルミナが
板状結晶となっていない場合である。この場合には、室
温での曲げ強度は高いが高温強度が極端に低くなること
が判る。
【００３４】
【発明の効果】本発明のアルミナ質焼結体では、アルミ
ナの板状結晶が、その厚み方向に相互に当接して配列
し、アルミナ板状結晶の粒界に、周期律２ａ、３ａ、４
ａ族元素、ＴａおよびＭｎのうち少なくとも一種の酸化
物とＡｌ2Ｏ3との複合酸化物からなる化合物の分散相が
存在しているため、アルミナ板状結晶の長さ方向に平行
な引張応力が作用した場合における強度が大幅に向上
し、さらに焼結体自体の靱性を著しく向上でき、また、
周期律律２ａ、３ａ、４ａ族元素、ＴａおよびＭｎから
なる酸化物とＡｌ2Ｏ3との複合酸化物からなる分散相に
より、アルミナ板状結晶の異常粒成長を抑制でき、板状
結晶形状を安定した状態で存在させることができる。こ
れにより、室温から高温まで優れた強度と破壊靭性を有
するアルミナ質焼結体を提供できる。
ナの板状結晶が、その厚み方向に相互に当接して配列
し、アルミナ板状結晶の粒界に、周期律２ａ、３ａ、４
ａ族元素、ＴａおよびＭｎのうち少なくとも一種の酸化
物とＡｌ2Ｏ3との複合酸化物からなる化合物の分散相が
存在しているため、アルミナ板状結晶の長さ方向に平行
な引張応力が作用した場合における強度が大幅に向上
し、さらに焼結体自体の靱性を著しく向上でき、また、
周期律律２ａ、３ａ、４ａ族元素、ＴａおよびＭｎから
なる酸化物とＡｌ2Ｏ3との複合酸化物からなる分散相に
より、アルミナ板状結晶の異常粒成長を抑制でき、板状
結晶形状を安定した状態で存在させることができる。こ
れにより、室温から高温まで優れた強度と破壊靭性を有
するアルミナ質焼結体を提供できる。
【図１】本発明のアルミナ質焼結体の縦断面図である。
１・・・アルミナ板状結晶 ２・・・分散相
Claims (2)
- 【請求項１】アルミナ板状結晶が、その厚み方向に相互
に当接して配列し、前記アルミナ板状結晶の粒界に、周
期律表第２ａ、３ａ、４ａ族元素、ＴａおよびＭｎのう
ち少なくとも一種の酸化物とＡｌ2Ｏ3との複合酸化物か
らなる分散相が存在することを特徴とするアルミナ質焼
結体。 - 【請求項２】アルミナ結晶と、これらのアルミナ結晶の
粒界に周期律表第２ａ、３ａ、４ａ族元素、Ｔａおよび
Ｍｎのうち少なくとも一種の酸化物とＡｌ2Ｏ3との複合
酸化物からなる分散相が存在する焼結体を、加熱した状
態で一軸圧縮応力を加えることを特徴とするアルミナ質
焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31505194A JP3359443B2 (ja) | 1994-12-19 | 1994-12-19 | アルミナ質焼結体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31505194A JP3359443B2 (ja) | 1994-12-19 | 1994-12-19 | アルミナ質焼結体およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08169752A JPH08169752A (ja) | 1996-07-02 |
| JP3359443B2 true JP3359443B2 (ja) | 2002-12-24 |
Family
ID=18060849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31505194A Expired - Fee Related JP3359443B2 (ja) | 1994-12-19 | 1994-12-19 | アルミナ質焼結体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3359443B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4530380B2 (ja) * | 1999-11-29 | 2010-08-25 | 日本特殊陶業株式会社 | スパークプラグ用絶縁体及びそれを備えるスパークプラグ |
-
1994
- 1994-12-19 JP JP31505194A patent/JP3359443B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08169752A (ja) | 1996-07-02 |
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