JPH02145480A - チタンカーバイド系複合セラミックス - Google Patents
チタンカーバイド系複合セラミックスInfo
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- JPH02145480A JPH02145480A JP63298193A JP29819388A JPH02145480A JP H02145480 A JPH02145480 A JP H02145480A JP 63298193 A JP63298193 A JP 63298193A JP 29819388 A JP29819388 A JP 29819388A JP H02145480 A JPH02145480 A JP H02145480A
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (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。
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、二層構造を有し、耐酸化性を向上したチタン
カーバイド系複合セラミックスに関する。
カーバイド系複合セラミックスに関する。
近年、チタンカーバイド−アルミナ系複合焼結体は、高
強度、高靭性、高硬度などに優れているため耐摩耗性や
切削工具材として使用されている。
強度、高靭性、高硬度などに優れているため耐摩耗性や
切削工具材として使用されている。
また、チタンカーバイド、やチタンオキシカーバイドの
電気伝導性に注目され、アルミナと複合化する導電性セ
ラミックスが特開昭５９−７８９７３号にて、開示され
るなど将来有望な材料として注目されている。
電気伝導性に注目され、アルミナと複合化する導電性セ
ラミックスが特開昭５９−７８９７３号にて、開示され
るなど将来有望な材料として注目されている。
しかし、該チタンカーバイド−アルミナ系複合焼結体の
大きな欠点は耐酸化性に劣ることである。
大きな欠点は耐酸化性に劣ることである。
切削工具材としても、高速切削する際かなり高温になる
。また導電性セラミックスにしても、ジュール熱にてか
なりの高温になる。該焼結体は、外表面に露出している
チタンカーバイド粒子が酸素と反応し二酸化チタンとな
り、更にアルミナと反応し、チタン酸アルミニウムが生
成される。チタン酸アルミニウムは高融点材料ではある
が、熱膨張が異方性を示すため、該焼結体表面にマイク
ロクラックが多数発生し、急速に酸化が進展する。
。また導電性セラミックスにしても、ジュール熱にてか
なりの高温になる。該焼結体は、外表面に露出している
チタンカーバイド粒子が酸素と反応し二酸化チタンとな
り、更にアルミナと反応し、チタン酸アルミニウムが生
成される。チタン酸アルミニウムは高融点材料ではある
が、熱膨張が異方性を示すため、該焼結体表面にマイク
ロクラックが多数発生し、急速に酸化が進展する。
この結果、電気伝導性、高強度、高靭性、高硬度といっ
た特徴が損われていた。ここでチタンカーバイド系はチ
タンカーバイドのみでなくチタンオキシカーバイドをも
含有する。
た特徴が損われていた。ここでチタンカーバイド系はチ
タンカーバイドのみでなくチタンオキシカーバイドをも
含有する。
前記したように耐酸化性向上は大きな問題点となってい
たため、ＣＶＤ法やプラズマ溶射法により、チタンカー
バイド−アルミナ系複合焼結体の表面にアルミナを被覆
する方法が行われている。
たため、ＣＶＤ法やプラズマ溶射法により、チタンカー
バイド−アルミナ系複合焼結体の表面にアルミナを被覆
する方法が行われている。
しかし、この方法では熱サイクルで被覆層かは（離し急
速に酸化が進む場合が多く、耐酸化性向上が、十分達成
されなかった。更に、上記のはく離を極力抑えるよう、
被覆層の厚みも薄くしているため、酸素の浸入を完全に
防ぐことができないなどの欠点を有していた。
速に酸化が進む場合が多く、耐酸化性向上が、十分達成
されなかった。更に、上記のはく離を極力抑えるよう、
被覆層の厚みも薄くしているため、酸素の浸入を完全に
防ぐことができないなどの欠点を有していた。
本発明の目的は、上述の問題点を解決するため、従来に
ない耐酸化性を有したチタンカーバイド系複合セラミッ
クスを提供することにある。
ない耐酸化性を有したチタンカーバイド系複合セラミッ
クスを提供することにある。
本発明者らは前記目的を達成すべく鋭意研究の結果、チ
タンカーバイドおよび／またはチタンオキシカーバイド
とアルミナ系の複合焼結体について表面に露出している
チタンカーバイドやチタンオキシカーバイドをアルミナ
系の材料で覆い、かつ一体に焼結することにより、従来
にない耐酸化性を持つチタンカーバイド系複合セラミッ
クスを見い出した。
タンカーバイドおよび／またはチタンオキシカーバイド
とアルミナ系の複合焼結体について表面に露出している
チタンカーバイドやチタンオキシカーバイドをアルミナ
系の材料で覆い、かつ一体に焼結することにより、従来
にない耐酸化性を持つチタンカーバイド系複合セラミッ
クスを見い出した。
すなわち、本発明は成分の異ったコアー部と外層部の二
層からなる複合セラミックスにおいて、該コアー部はチ
タンカーバイドおよび／またはチタンオキシカーバイド
とアルミナを主成分とし、該外層部はアルミナを主成分
とした５００μｍ以上の厚みの層であり、上記コアー部
と外層部の粒子が一体に焼結され、結合していることを
特徴とする。
層からなる複合セラミックスにおいて、該コアー部はチ
タンカーバイドおよび／またはチタンオキシカーバイド
とアルミナを主成分とし、該外層部はアルミナを主成分
とした５００μｍ以上の厚みの層であり、上記コアー部
と外層部の粒子が一体に焼結され、結合していることを
特徴とする。
ここで、外層部の厚さは５００μｍより薄くなると酸素
の侵入を抑制する効果が少ないため好ましくない。
の侵入を抑制する効果が少ないため好ましくない。
また、上記の材料に焼結助剤などの添加物を加えても、
何ら差しつかえないのは言うまでもない。
何ら差しつかえないのは言うまでもない。
次に本発明を実施例により説明する。
平均粒径１．５μｍのＴｉＣ粉末と平均粒径０．２μｍ
のＡ Ｉｔ ｇｏｚ粉末を、重量比で３ニアの割合で混
合し、エタノールにより２４時間湿式混合した。この粉
末を乾燥後φ２０ｍの金型を用い、−軸加圧成形で仮成
形し、更に３ ｔｏｎ／ａｆｌで静水圧プレスしφ２０
Ｘ５を鰭のＴｉｃ Ａ ｌ’ｔ０３混合成形体を得た
。
のＡ Ｉｔ ｇｏｚ粉末を、重量比で３ニアの割合で混
合し、エタノールにより２４時間湿式混合した。この粉
末を乾燥後φ２０ｍの金型を用い、−軸加圧成形で仮成
形し、更に３ ｔｏｎ／ａｆｌで静水圧プレスしφ２０
Ｘ５を鰭のＴｉｃ Ａ ｌ’ｔ０３混合成形体を得た
。
更に、平均粒径０．２μｍの＾１２０３粉末と平均粒径
０．０１μｍのＭｇＯ粉末を９８：２の重量比で混合し
、エタノールにより２４時間湿式混合した。
０．０１μｍのＭｇＯ粉末を９８：２の重量比で混合し
、エタノールにより２４時間湿式混合した。
この粉末を乾燥後、上記成形体を用いて、外層部３鶴が
Ａｌ２Ｏ２−Ｍｇ０混合物でコアー部がＴｉｃＡ ＃
ｇｏ３混合物になるようにφ２６ｍｍの金型で一軸加圧
成形し、３ｔｏｎ／ｃｗｔで静水圧プレスにより複合成
形体を作成した。該成形体をルツボ中でＡ ｊ！ ｇｏ
ｓ粉末に包埋してＡｒ中で１８５０℃にて焼結した。該
焼結体は見掛気孔率０．２％のち密な複合セラミックス
であり、コアー部の導電率は１０”Ω−”ｃｍ−’、常
温３点曲げ強度は５０ｋｇ／＊ｍ”の特性を有していた
。
Ａｌ２Ｏ２−Ｍｇ０混合物でコアー部がＴｉｃＡ ＃
ｇｏ３混合物になるようにφ２６ｍｍの金型で一軸加圧
成形し、３ｔｏｎ／ｃｗｔで静水圧プレスにより複合成
形体を作成した。該成形体をルツボ中でＡ ｊ！ ｇｏ
ｓ粉末に包埋してＡｒ中で１８５０℃にて焼結した。該
焼結体は見掛気孔率０．２％のち密な複合セラミックス
であり、コアー部の導電率は１０”Ω−”ｃｍ−’、常
温３点曲げ強度は５０ｋｇ／＊ｍ”の特性を有していた
。
〔比較例１〕
上記実施例のＴｉｃ−＾β２０３混合成形体を用い１８
５０℃にて焼結させた。該焼結体の相対密度９９．５％
のＴｉｃ −Ａ ｊ！ ２０３系焼結体であった。
５０℃にて焼結させた。該焼結体の相対密度９９．５％
のＴｉｃ −Ａ ｊ！ ２０３系焼結体であった。
〔比較例２〕
上記の比較例１の焼結体に、１００μｍのＡｌｔａＸ層
をＣＶＤ法により被覆した。
をＣＶＤ法により被覆した。
上記の実施例１、比較例１．２のサンプルを空気中１６
００℃の条件で１００時間放置し重量変化を調べた結果
を第１図に示した。また空気中で常温から６℃／分の、
速度で昇温し、１６００°Ｃで２時間保持したのち６℃
／分で冷却するサイクルを１０回行い重量変化を調べた
結果を第２図に示した。
００℃の条件で１００時間放置し重量変化を調べた結果
を第１図に示した。また空気中で常温から６℃／分の、
速度で昇温し、１６００°Ｃで２時間保持したのち６℃
／分で冷却するサイクルを１０回行い重量変化を調べた
結果を第２図に示した。
第１図及び第２図から分るように、本発明に係る実施例
は１６００℃中での放置及び１６００℃までの熱サイク
ルで重量増加が全く見られなかったのに対し、従来の例
である比較例１のＴｉＣ＾１２０．複合焼結体及び比較
例２の該焼結体にＡ ｌ ｔ’３をＣＶＤ法で被覆した
ものは大巾な重量増加を示した。また、空気中１６００
℃で１００時間放置した実施例のサンプルのコアー部は
、導電率１０２Ω−’ ｃｍ −’、常温３点曲げ強度
５０ｋｇ／ｆ１２であり、放置前と変化が見られなかっ
た。
は１６００℃中での放置及び１６００℃までの熱サイク
ルで重量増加が全く見られなかったのに対し、従来の例
である比較例１のＴｉＣ＾１２０．複合焼結体及び比較
例２の該焼結体にＡ ｌ ｔ’３をＣＶＤ法で被覆した
ものは大巾な重量増加を示した。また、空気中１６００
℃で１００時間放置した実施例のサンプルのコアー部は
、導電率１０２Ω−’ ｃｍ −’、常温３点曲げ強度
５０ｋｇ／ｆ１２であり、放置前と変化が見られなかっ
た。
すなわち、本発明に係るチタンカーバイド系複合セラミ
ックスは、耐酸化性が大巾に向上し、電気伝導性、高強
度なども、高温酸化雰囲気で損われないことを示した。
ックスは、耐酸化性が大巾に向上し、電気伝導性、高強
度なども、高温酸化雰囲気で損われないことを示した。
上述してきたように、本発明に係るチタンカーバイド系
複合セラミックスは従来のものに比べ、大巾に耐酸化特
性が向上された。本発明は耐酸化性、電気伝導性、高強
度、高硬度、高靭性など優れた特性をもつ、空気中高温
で使える電極部材、発熱体、構造材、耐摩耗材として有
効な材料が提供できた。
複合セラミックスは従来のものに比べ、大巾に耐酸化特
性が向上された。本発明は耐酸化性、電気伝導性、高強
度、高硬度、高靭性など優れた特性をもつ、空気中高温
で使える電極部材、発熱体、構造材、耐摩耗材として有
効な材料が提供できた。
第１図は、本発明に係る一実施例（Ａ）及び従来（Ｄ
ＴｉＣ−Ａ＊、ｏ、ｌ焼結体（Ｂ）、ＢにＣＶＤ法によ
りＡ ｊ！ ２０３を被覆したサンプル（Ｃ）の空気中
１６００℃中放置テストの重量変化を示す。また第２図
は上記Ａ、、Ｂ、Ｃの１６００℃までの熱サイクルテス
トの重量変化を示す。
ＴｉＣ−Ａ＊、ｏ、ｌ焼結体（Ｂ）、ＢにＣＶＤ法によ
りＡ ｊ！ ２０３を被覆したサンプル（Ｃ）の空気中
１６００℃中放置テストの重量変化を示す。また第２図
は上記Ａ、、Ｂ、Ｃの１６００℃までの熱サイクルテス
トの重量変化を示す。
Claims (1)
- 成分の異ったコアー部と外層部の二層からなる複合セラ
ミックスにおいて該コアー部はチタンカーバイドおよび
／またはチタンオキシカーバイドとアルミナを主成分と
し、該外層部は、アルミナを主成分とした５００μｍ以
上の厚みの層であり、上記コアー部と外層部の粒子が一
体に焼結され、結合していることを特徴とするチタンカ
ーバイド系複合セラミックス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63298193A JPH02145480A (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | チタンカーバイド系複合セラミックス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63298193A JPH02145480A (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | チタンカーバイド系複合セラミックス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02145480A true JPH02145480A (ja) | 1990-06-04 |
Family
ID=17856421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63298193A Pending JPH02145480A (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | チタンカーバイド系複合セラミックス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02145480A (ja) |
-
1988
- 1988-11-28 JP JP63298193A patent/JPH02145480A/ja active Pending
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