JPH01192767A - 窒化珪素基複合焼結体の製造方法 - Google Patents

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、導電性を有する窒化珪素基複合焼結体の製造
方法に関するものである。

〔従来の技術〕

反応焼結による窒化珪素基焼結体は、Ｓｉ粉末を所定の
形に成形した後、窒素雰囲気中１３００〜１５００℃程
度の温度でＳｉを窒化焼結することにより得られる（例
えば特開昭５０−７５２０７号など）１反応焼結により
得られる焼結体は、焼結時の収縮がほとんどないのが大
きな特徴であり、他方法による緻密な焼結体において問
題となる焼結時の変形、焼結残留応力等を回避すること
ができる。また。

多孔質であることも一つの大きな特徴である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、従来の反応焼結窒化珪素基焼結体は、金属溶融
用のるつぼ、保護管等の限られた用途でしか使用されて
おらず、電子部品１機械装置、構造部品などへの応用は
ほとんどなされていない。

また従来の反応焼結窒化珪素基焼結体は、導電性を有し
ていないので、放電加工による複雑形状を有する微細な
加工ができず、またセラミックスの導電性を利用した機
能性分野への応用をすることはできない、さらに従来の
反応焼結窒化珪素基焼結体は、曲げ強度が２０〜２５ｋ
ｇｆ７．２と低いことも当材料の用途拡大を妨げる原因
となっている。

本発明の目的は導電性化合物を含み導電性を有する反応
焼結窒化珪素基複合焼結体の製造に際し。

反応焼結前の成形体作製に当り２ｔｆ／　ｄ以上の圧力
にて加圧成形することで、反応焼結前の成形体の相対密
度を６０％以上とすることを特徴とする窒化珪素基複合
焼結体の製造方法を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、さらに具体的には、導電性化合物を１５〜７
０ｖｏｌ％含み導電性を有し、５％を越える気孔を含む
反応焼結法による窒化珪素基複合焼結体の製造に際し、
反応焼結前の成形体の相対密度を６０％以上とすること
を特徴とする窒化珪素基複合焼結体の製造方法である。

本発明者らは導電性化合物を含む導電性を有する反応焼
結法による窒化珪素基複合焼結体について種々検討した
結果、反応焼結前の成形時に高圧にて加圧成形し、相対
密度の６０％以上の緻密な成形体を得ることにより、焼
結体の強度向上がはかれ、かつ導電性化合物の量を増加
した場合にも緻密な焼結体が得られることを見出した。

ここで、相対密度６０％以上の成形体を得るためには、
成形圧としては２ｔｆ／ｃｄ以上が必要で高いほどよい
が、装置の制約上３〜１０ｔｆ／ａ１が好ましい。

加圧法としては、−軸加工、多軸加圧、静水圧加圧等各
種の方法があるが、どの方法を用いることも可能である
。特に静水圧加圧を行なった場合には、静水圧により均
一な圧力が加えられるため、割れがなく、かつ均一な密
度の成形体が得られるという利点がある。

本発明の窒化珪素基焼結体において、導電性化合物の量
を１５〜７０ｖｏｌ％とするのは１５ｖｏｌ％未満では
導電性化合物粒子の相互の接触が不十分なため、導電性
を生じないためであり、　７０ｖｏｌ％を越えると気孔
率が急増するからである。さらに好ましくは２０〜６０
ｖｏｌ％である。

ここで導電性化合物としては、窒化珪素基焼結体の持つ
耐熱性を損なわないために高融点の化合物であることが
望ましい８例えばＩＶａ、　Ｖａ、　ＶＩａ族の窒化物
、酸窒化物がこれに相当し望ましいが。

反応焼結中にこれら窒化物に変化する酸化物、珪化物、
水素化物等の化合物あるいは金属、金属間化合物等を用
いることも可能である。

原料としては、上記導電性化合物とＳｉが主原料となる
が、これに適宜ＳＬ、Ｎ４．サイアロン。

Ａｔ２０１．ＡＩＮなどの粉末を添加することもできる
。

また気孔率が５％を越えるようにするのは１反応焼結法
では気孔率を９以下にすることは困難であること、およ
び気孔率５％以下であると開気孔を利用した用途に適さ
なくなるためである。

なお１反応焼結は１３００〜１５００℃程度の温度にて
Ｎ２ガス中またはＮ２ガス＋不活性ガス中で行なう。

この際加圧してもよい。

また得られた焼結体の外表面、気孔表面にさらに各種方
法にてＳｉＣ等耐酸化性に優れる物質をコーティングし
耐熱性、耐酸化性等を向上させることも可能である。

〔実施例〕

以下本発明を実施例によりさらに詳しく説明する。

実施例１ Ｓｉ粉末（粒径１．１μ、）、ＴｉＮ粉末（粒径１．５
μｍ）を原料とし、焼結体中のＴｉＮの量が３０ＶＯ１
％となるよう所定量配合し混合した。成形はＣＩＰ（冷
間静水圧プレス）にて種々の圧力にて行なった後、１４
００℃、７２時間の反応焼結を行なった（昇温速度は１
００℃／Ｈ，Ｎ、−１０瓢Ａｒ気流中）、得られた焼結
体の特性を第１表に示す。

第　　１　　表 以上より、　２ｔｆ／ａＪ以上で加圧成形することによ
り、焼結体の密度が６０％以上になり、強度が向上し良
好な導電性が得られることがわかる。

実施例２ 実施例１と同様の粉末を用い、焼結体中のＴｉＮ量が第
２表のようになるよう所定の割合に混合した。その後Ｃ
ＩＰにてｔｔｆ／ａＪおよび９ｔｆ／ａＪにて加圧成形
し、１４００℃、７２時間の反応焼結を行なった（条件
は実施例１と同じ）。

第２表 以上より導電性化合物量１５〜７０ｖｏｌ％にて、良好
な導電性および強度を持つ焼結体が得られることがわか
る。

以上の実施例により、反応焼結前の成形時に２ｔｆ／−
以上の高圧にて加圧成形して反応焼結前の成形体の相対
密度を６０％以上とすることにより。

焼結体の強度が向上し良好な導電性が得られることがわ
かる。

〔発明の効果〕

本発明の製造方法、すなわち反応焼結前の加圧成形に当
り２ｔｆ／ａＪ以上の圧力にて相対密度６０以上に加圧
成形するプロセスを経て作製された焼結体は焼結体の強
度も高く、良好な導電性を有する。

これにより、従来の金属溶湯用るつぼ等の限られた分野
に加え、導電性を利用した極めて広い分野への適用が可
能となる。

すなわちヒーター材料、黒鉛に代替するブラシ材料等の
導電性を持つ耐摩材料、連続気孔を利用した気体反応用
媒体および電極、放電加工を用いる構造部品等広範囲の
分野においての使用が可能となる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　導電性化合物を１５〜７０ｖｏｌ％含み導電性を有
   し、５％を越える気孔を含む反応焼結法による窒化珪素
   基複合焼結体の製造に際し、反応焼結前の成形体の相対
   密度を６０％以上とすることを特徴とする窒化珪素基複
   合焼結体の製造方法。 ２　加圧成形の方法が静水圧加圧であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の窒化珪素基複合焼結体の
   製造方法。