JPH01131062A - 複合常圧焼結成形体 - Google Patents

複合常圧焼結成形体

Info

Publication number
JPH01131062A
JPH01131062A JP62286488A JP28648887A JPH01131062A JP H01131062 A JPH01131062 A JP H01131062A JP 62286488 A JP62286488 A JP 62286488A JP 28648887 A JP28648887 A JP 28648887A JP H01131062 A JPH01131062 A JP H01131062A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
powder
calcined under
ordinary pressure
under ordinary
weight
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.)
Pending
Application number
JP62286488A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenichi Adachi
健一 安達
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denka Co Ltd
Original Assignee
Denki Kagaku Kogyo KK
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 Denki Kagaku Kogyo KK filed Critical Denki Kagaku Kogyo KK
Priority to JP62286488A priority Critical patent/JPH01131062A/ja
Publication of JPH01131062A publication Critical patent/JPH01131062A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/58Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
    • C04B35/584Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on silicon nitride
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/58Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
    • C04B35/583Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on boron nitride
    • C04B35/5831Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on boron nitride based on cubic boron nitrides or Wurtzitic boron nitrides, including crystal structure transformation of powder

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、窒化硼素〜窒化珪素複合常圧焼結成形体に関
するものである。
〈従来の技術〉 近年、各種のセラミックスが産業用の材料部品等に多く
使用されるようになってきた。これは、セラミックスの
持っiれた耐熱性、耐食性及び機械的強度等によるもの
である。最近、これらセラミックスの中で窒化硼素(B
N)、窒化珪素(SizNa4)及び焼結助剤からなる
複合材が開発されている。BHにSi、N4を複合させ
る理由は、BNの持つ耐食性、耐熱衝撃性にSi3N4
を加えることにより耐摩耗及び機械的強を向上させ、ブ
レークリング、浸漬ノズル等の用途に供することを主目
的としたものである。しかしながら、従来のBN−3j
、lN4系複合材は、焼結助剤を用いるためBNが有す
る耐食性、耐熱衝撃性及びS i 3N aが有する耐
摩耗性、機械的強度等の特性が得られず、特に高温下に
おける曲げ強さが著しく低下する欠点があった。また、
このような焼結体を得るに当っては、焼結助剤を用いる
常圧焼結法(特開昭62−72568号公報)や160
0〜1800’cの温度で100〜200kg/cfの
圧力をかけるホットプレス法(特開昭61−77323
号公報)が知られている。前者は、焼結助剤を使用する
ためB N 、 S i 、lN aの持つ本来の特性
が得られず、後者は、大型形状品、複雑形状品が得られ
ず生産性が悪いという欠点があった。これらの理由で、
耐摩耗性、耐食性、機械的強度及び耐熱衝撃性に優れた
BN−Si3N4複合常圧焼結成形体の提供が望まれて
いた。
〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明は、このようなりN−3i3Na系複合焼粘体の
形状制約と生産性を改善し従来得られなかった耐摩耗性
、耐熱衝撃性の良好なりN−5i31”J4複合常圧焼
結成形体を提供することを目的とするものである。
〈問題点を解決するための手段〉 すなわち、本発明は、5i3N45 60重量%、BN
95〜40重量%含有してなる相対密度が70%以上の
BN−Si3N4複合常圧焼結成形体である。
以下本発明の詳細な説明する。
本発明のBN−Si3N4複合常圧焼結成形体において
、S i 3 N 4が5重量%未満では、相対的にB
N含有量が多くなり耐熱衝撃性が向上する反面、耐摩耗
性及び曲げ強さが低下する。一方、S i 3N aが
60重量%を超えると耐摩耗性及び曲げ強さが向上する
反面、相対的にBN含有量が少なくなり耐熱衝撃性及び
機械加工性が低下する。
焼結体密度は、相対密度で70%以上である。
相対密度が70%未満の焼結体では、気孔が多く緻密で
ないため曲げ強さ耐摩耗性及び耐熱衝撃性が向上せず、
高温構造部材、ブレークリング等の用途には適さない。
特に相対密度が80%以上のものは、曲げ強さ、耐摩耗
性、耐熱衝撃性が著しく向上するため高度な耐摩耗性、
耐熱衝撃性が要求される分野での利用が期待される。
本発明で用いる原料粉末について説明すると、BN粉末
は市販品が使用できるが、特に結晶性の高い六方晶のB
N粉末が良い。結晶性の高い六方晶のBN粉末は、予備
成形時の可塑変形性に優れているために高密度の予備成
形体が得られ易い。
また、Si3N4粉末は市販品で良いが、望ましくは純
度99%以上、平均粒子径t4μm以下である。S i
 3 N aの粒度が、BN粉末と同等あるいは微細粒
はど焼結体密度及び強度が向上する。
上記原料を混合するに当っては、最終製品組成となるよ
うにBNとS i 3 N 4を振動ボールミル等で混
合する方法、比表面積が入手時のそれの2倍以上になる
まで微粉砕したBNとS i 3 N aをボールミル
等で混合する方法、あるいはBNとSL+Nnの混合物
をアトライター等で比表面積が元の2倍以上になるよう
に微粉砕する方法が用いられる。
これらの粉末を成形するに当っては、一般に良く知られ
ている金型成形機、冷間等方圧成形機(CI P)等の
公知の成形機を用いることができる。成形圧力について
は、結晶性の高い六方晶のBN粉末あるいは非晶質のB
N粉末をそのまま用いるときは、5ton/c+J以上
好ましくは7ton/d以上である。5ton/cJ未
滴の成形圧力では、相対密度70%以上の常圧焼結体を
得ることが困難となる。一方、微粉砕したBN粉末ある
いはBNとS i 3 N aを混合した後微粉砕した
粉末を用いるときは、2ton/−以上で前記と同様の
効果が得られる。
粉砕装置としては、一般に良く知られているボールミル
、振動ボールミル、アトライター、ライカイ機等の通常
の粉砕機を用いることができる。
粉砕を行う場合は、元の粉末の比表面積の2倍以上好ま
しくは10倍以上になるまで行う。2倍未満の粉砕では
、相対密度70%以上の常圧焼結体を得ることが困難と
なる。
粉砕を行う場合、それを酸化性雰囲気で行うと酸化物の
生成がみられそのまま焼成すると高温強度、耐熱衝撃性
が著しく低下するばかりでなく、焼結体にクランクが発
生する。従って酸化物が生成しないような例えばAr 
、N2等の非酸化性雰囲気下で行う必要がある。粉砕を
行ったものは、高強度でなおかつ耐摩耗性、耐熱衝撃性
に優れた常圧焼結体を得るこができる理由は、結晶の格
子不整及び部分的な非晶質化が進むと同時に新たに形成
された粒子面が現われ所謂メカノケミカル効果により活
性化された粉末が得られたためと考えられる。
焼成は、1200〜1800℃の非酸化性雰囲気で行う
。焼成温度が1200℃未満では、BN粒同志及びBN
粒とSi、N、粒が直接結合しにくいので高強度の常圧
焼結体が得られない。また、1800℃を超えるとSi
3N4が熱分解を起こし、その本来の性質を失う。特に
高い耐摩耗性、耐熱衝撃性の焼結体を得るには1300
〜1600℃の非酸化性雰囲気下で焼成することが好ま
しい。
非酸化性雰囲気としては、He 、Ar 、NZ等の不
活性雰囲気かまたは真空中であるが、望ましくは、BN
、Si3N<の分解を抑制する効果のあるN2雰囲気が
好ましい。酸化雰囲気で焼成すると耐食性、耐熱衝撃性
、耐摩耗性が著しく低下するばかりでなく焼結体にクラ
ンクが発生する。焼成装置としては、タンマン炉、高周
波炉、抵抗加熱炉が用いられる。
〈実施例〉 以下本発明を実施例並びに比較例をもってさらに具体的
説明するが、本発明は何らこれらに限定されるものでは
ない。
実施例I BN粉末(六方晶、純度99%、比表面積6M/g)4
o重量部に5i3Na粉末(純度99%、比表面積10
n?/g)60重量部を添加した後、振動ボールミルに
て混合し、成形用混合粉末を得た。この混合粉末を5 
tos” / ciの圧力で冷間等方圧成形した後、そ
れを前記BN粉の入った黒鉛容器中に埋め込み高周波炉
にて1700℃、60分間、N2雰囲気下で焼成した。
得られた焼結体の組成、相対密度、曲げ強さ、ショアー
硬度、耐熱衝撃性の測定結果を表に示す。
実施例2 実施例1で得た成形用混合粉末を用い、成形圧力を7t
on/cJ及び焼成温度を1400℃としたこと以外は
実施例1と同様の方法にて実施した。
失旌奥立 硼酸とメラミンとを1:1の重量比率で混合しそれをア
ンモニアガス気流中にて1200°C14時間、加熱処
理してBN純度90%、比表面積50%/gのBN粉末
を得た。この粉末をX線回折した結果、非晶質BNであ
ることが判った。この粉末60重量部にS i 3N 
4粉末40重量部を添加した後ボールミルにて混合し成
形用混合粉末を得た。この混合粉末を用い焼成温度を1
600℃としたこと以外は実施例1と同様の方法にて実
施した。
去11津1 実施例1で用いたBN粉末をアトライターで比表面積が
50m/HになるまでN2雰囲気下にて粉砕しBN微粉
末を得た。比表面積の測定は、BET法にて測定した。
この粉末80重量部に5isN4粉末20重量部添加し
た後ボールミルにて混合し成形用混合粉末を得た。
この混合粉末を用いたこと以外は実施例1と同様の方法
にて実施した。
尖旌桝上 実施例4で得た成形用混合粉を用い、これを2ton/
cnの金型成形で行ったこと以外は実施例1と同様の方
法にて実施した。
実施例6 実施例1で用いたBN粉末90重量部にS i 3 N
 4粉末10重量部を添加した後、アトライターで比表
面積が6Onf/gになるまでAr雰囲気下にて粉砕し
成形用混合粉末を得た。この混合粉末を用いたこと以外
は実施例1と同様の方法にて実施した。
実施例7 実施例6で得た成形用混合粉末を用いこれを2ton 
/caの金型で行ったこと以外は実施例1と同様の方法
にて実施した。
ル較孤上 実施例1で用いたBN粉末97重量部にSi:+N4粉
末3重量部を添加した後振動ボールミルにて混合し、成
形用混合粉末を得た。この混合粉末を用い、2to外/
dの金型成形を行ったこと以外は実施例1と同様の方法
にて実施した。
比較例2 実施例1で用いたBN粉末50重量部に5i3N4粉末
47.5重量部及びMg02.5重量部添加した後、振
動ボールミルにて混合し成形用混合粉末を得た。
この混合粉末を用い成形圧力を5 toll)/ cr
aとしたこと以外は実施例1と同様の方法にて実施した
比較例3 実施例1で用いた5i3N4粉末65重量部にBN粉末
35重量部を添加した後、振動ボールミルにて混合し、
成形用混合粉末を得た。この混合粉末を用い、2 to
n / cJの金型成形を行ったこと以外は実施例1と
同様の方法にて実施した。
尚、表に記載した各物性の測定は次の方法によった。
(11相対密度−焼結体の寸法により体積を求め、その
重量から密度を求めた後、相対密度(%)−密度(g/
cffl) /理論密度(g/cJ) x 100の式
で算出した。
(2)常温曲げ強さ−JIS  R1601に準拠して
測定した。
(3)  ショアー硬度−JIS  Z2246に準拠
して測定した。
(4)耐熱衝撃性−焼結体より切出した試料を一定温度
に加熱保持した後、この試料を20℃の水中に急冷投入
して熱衝撃を加え、急冷後の試料の曲げ強さを測定して
急激な曲げ強さの低下がおき始める臨界温度差へTを求
め耐熱衝撃性とした。
〈発明の効果〉 本発明によるBN−3i3N4複合常圧焼結成形体は、
耐摩耗性、曲げ強さ、耐熱衝撃性に優れているためにブ
レークリング、浸漬ノズル等の用途に利用できる。
特許出願人 電気化学工業株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  Si_3N_45〜60重量%、BN95〜40重量
    %を含有してなる相対密度が70%以上の窒化硼素−窒
    化珪素複合常圧焼結成形体。
JP62286488A 1987-11-14 1987-11-14 複合常圧焼結成形体 Pending JPH01131062A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62286488A JPH01131062A (ja) 1987-11-14 1987-11-14 複合常圧焼結成形体

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62286488A JPH01131062A (ja) 1987-11-14 1987-11-14 複合常圧焼結成形体

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01131062A true JPH01131062A (ja) 1989-05-23

Family

ID=17705050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62286488A Pending JPH01131062A (ja) 1987-11-14 1987-11-14 複合常圧焼結成形体

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH01131062A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0244067A (ja) * 1988-08-04 1990-02-14 Koransha Co Ltd 耐溶損性に優れたbn系常圧焼結セラミック
JPH02255571A (ja) * 1989-03-29 1990-10-16 Shin Etsu Chem Co Ltd 易加工性セラミックス
JPH03106558A (ja) * 1989-09-20 1991-05-07 Honda Motor Co Ltd 鋳造用ノズル部材の製造方法
US7914886B2 (en) 2003-08-21 2011-03-29 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Structural component comprising boron nitride agglomerated powder

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5493011A (en) * 1977-12-29 1979-07-23 Denki Kagaku Kogyo Kk Composite material
JPS56120575A (en) * 1980-02-23 1981-09-21 Nippon Kokan Kk Silicon nitride boron nitride composite sintered body and manufacture
JPS57205377A (en) * 1981-06-09 1982-12-16 Toshiba Ceramics Co Nitride refractories
JPS61182710A (ja) * 1985-02-08 1986-08-15 Toshiba Chem Corp 多層回路基板の内層基準穴穿孔装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5493011A (en) * 1977-12-29 1979-07-23 Denki Kagaku Kogyo Kk Composite material
JPS56120575A (en) * 1980-02-23 1981-09-21 Nippon Kokan Kk Silicon nitride boron nitride composite sintered body and manufacture
JPS57205377A (en) * 1981-06-09 1982-12-16 Toshiba Ceramics Co Nitride refractories
JPS61182710A (ja) * 1985-02-08 1986-08-15 Toshiba Chem Corp 多層回路基板の内層基準穴穿孔装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0244067A (ja) * 1988-08-04 1990-02-14 Koransha Co Ltd 耐溶損性に優れたbn系常圧焼結セラミック
JPH02255571A (ja) * 1989-03-29 1990-10-16 Shin Etsu Chem Co Ltd 易加工性セラミックス
JPH0585504B2 (ja) * 1989-03-29 1993-12-07 Shinetsu Chem Ind Co
JPH03106558A (ja) * 1989-09-20 1991-05-07 Honda Motor Co Ltd 鋳造用ノズル部材の製造方法
US7914886B2 (en) 2003-08-21 2011-03-29 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Structural component comprising boron nitride agglomerated powder
US8169767B2 (en) 2003-08-21 2012-05-01 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Boron nitride agglomerated powder and devices comprising the powder

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4756895A (en) Hexagonal silicon carbide platelets and preforms and methods for making and using same
US5767028A (en) Aluminum nitride sintered body and method for manufacturing the same
US4981665A (en) Hexagonal silicon carbide platelets and preforms and methods for making and using same
US5182059A (en) Process for producing high density SiC sintered bodies
US4980104A (en) Method for producing high density SiC sintered body
CA2060241C (en) Silicon nitride sintered body and process for producing the same
US5202105A (en) Method for making hexagonal silicon carbide platelets with the addition of a growth additive
US6110853A (en) Modified composite silicon nitride powders for thermal coating technologies and process for their production
JPH11322433A (ja) 窒化硼素含有複合セラミックス焼結体の製造方法及び同焼結体
US4963516A (en) SiC complex sintered bodies and production thereof
JPH01131062A (ja) 複合常圧焼結成形体
US5269989A (en) Cermet or ceramic/glass composites including self-reinforced β-Silicon nitride, and method of making same
JPH04223808A (ja) 窒化珪素系焼結体工具
JPH01131069A (ja) 複合常圧焼結成形体
JP2525432B2 (ja) 常圧焼結窒化硼素系成形体
JPH0426553A (ja) 耐熱衝撃性窒化珪素焼結体及びその製造方法
US5002905A (en) Hexagonal silicon carbide platelets and preforms and methods for making and using same
JPH01131072A (ja) 高温耐食性焼結材料の製造方法
JP2649220B2 (ja) 窒化珪素/炭化珪素複合粉末及び複合成形体並びにそれらの製造方法及び窒化珪素/炭化珪素複合焼結体の製造方法
JPH0555470B2 (ja)
CA2078169C (en) Silicon nitride sintered body
JPH03177361A (ja) β―サイアロン―窒化硼素系複合焼結体の製造方法
JPH01246178A (ja) 溶鋼用耐火物の製造方法
JPH06279124A (ja) 窒化ケイ素焼結体の製造方法
JPS59207814A (ja) 窒化アルミニウム粉末