JPH0250075B2 - - Google Patents
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- JPH0250075B2 JPH0250075B2 JP56192075A JP19207581A JPH0250075B2 JP H0250075 B2 JPH0250075 B2 JP H0250075B2 JP 56192075 A JP56192075 A JP 56192075A JP 19207581 A JP19207581 A JP 19207581A JP H0250075 B2 JPH0250075 B2 JP H0250075B2
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- silicon nitride
- zrb
- powder
- tib
- sintered body
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- Expired - Lifetime
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Description
本発明は、耐熱、高強度部品に適する窒化珪素
焼結体の製造方法に関するものである。 ガスタービン部品などの高温構造用材料として
窒化珪素焼結体が注目されている。しかしながら
窒化珪素は焼結性に乏しく単独では高密度で高強
度の窒化珪素焼結体を得る事が困難であつた。 本発明は、上記欠点を解消し耐熱・高強度の優
れた窒化珪素焼結体を得る方法を提供するもので
ある。 すなわち、本発明の窒化珪素焼結体の製造方法
は、窒化珪素粉末に、焼結助剤としてZrB2、
TiB2及びHfB2からなる群より選ばれる化合物の
少なくとも１種のみを前記窒化珪素粉末に対して
５〜30モル％加えた混合粉末を乾燥後、型に入れ
窒素雰囲気中でホツトプレスして焼結することを
特徴とするものである。 本発明で使用される窒化珪素粉末は、α相、β
相のいずれでもよく、これらの混合物でもよい。
粒径はなるべく小さい方が、焼結時の緻密性向上
のために好ましい。窒化珪素粉末は、常法により
製造される。 本発明で使用される焼結助剤は、周期律表第
Ｂ族元素の硼化物、すなわちZrB2、TiB2及び
HfB2であり、これらの１種又は２種以上を組合
せたものである。特に好ましい焼結助剤は、
ZrB2、TiB2、ZrB2とTiB2、ZrB2とTiB2とHfB2
等が挙げられる。配合割合は、前記窒化珪素粉末
に対して５〜30モル％、好ましくは10〜30モル％
である。 以下、本発明を実施例を用いてさらに詳しく説
明する。 実施例 純度99.9％、α相含有率50％の窒化珪素粉末
（平均粒径1μ以下）に、第１表で示すように、
TiB2、ZrB2、HfB2の単独又は混合物をそれぞれ
所定量配合する。この配合物を、ゴムで内張りし
たボールミルにて18時間湿式混合し、その後120
℃×20時間乾燥した。得られた粉末を黒鉛型に入
れ、窒素雰囲気中1730℃、250Kg／cm2の加圧下で
ホツトプレスし、直径50mm、厚さ30mmの焼結体を
得た。得られた各々の焼結体をダイヤモンド砥石
で切断後研削して５×８×24mmの試験片Ａ〜Ｋを
作成した。 比較例 比較として、実施例と同じ窒化珪素粉末（平均
粒径1μ以下）を用い、これに第１表のＬ〜Ｎに
示すように、焼結助剤を配合しない粉末、ZrB2
とY2O3を配合した粉末及びZrB2とAl2O3を配合
した粉末のそれぞれをホツトプレスにより加圧焼
結し、焼結体を得る。実施例１と同様にダイヤモ
ンド砥石で切断・研削し、同寸法の試験片Ｌ〜Ｎ
を作製した。 試験例 １ 前記実施例及び比較例で得られた焼結体試験片
No.Ａ〜Ｎについて、それぞれ常温、1000℃、1200
℃における３点曲げ強度を真空中又は非酸化性雰
囲気下で行なつた。結果を第１表に示す。
焼結体の製造方法に関するものである。 ガスタービン部品などの高温構造用材料として
窒化珪素焼結体が注目されている。しかしながら
窒化珪素は焼結性に乏しく単独では高密度で高強
度の窒化珪素焼結体を得る事が困難であつた。 本発明は、上記欠点を解消し耐熱・高強度の優
れた窒化珪素焼結体を得る方法を提供するもので
ある。 すなわち、本発明の窒化珪素焼結体の製造方法
は、窒化珪素粉末に、焼結助剤としてZrB2、
TiB2及びHfB2からなる群より選ばれる化合物の
少なくとも１種のみを前記窒化珪素粉末に対して
５〜30モル％加えた混合粉末を乾燥後、型に入れ
窒素雰囲気中でホツトプレスして焼結することを
特徴とするものである。 本発明で使用される窒化珪素粉末は、α相、β
相のいずれでもよく、これらの混合物でもよい。
粒径はなるべく小さい方が、焼結時の緻密性向上
のために好ましい。窒化珪素粉末は、常法により
製造される。 本発明で使用される焼結助剤は、周期律表第
Ｂ族元素の硼化物、すなわちZrB2、TiB2及び
HfB2であり、これらの１種又は２種以上を組合
せたものである。特に好ましい焼結助剤は、
ZrB2、TiB2、ZrB2とTiB2、ZrB2とTiB2とHfB2
等が挙げられる。配合割合は、前記窒化珪素粉末
に対して５〜30モル％、好ましくは10〜30モル％
である。 以下、本発明を実施例を用いてさらに詳しく説
明する。 実施例 純度99.9％、α相含有率50％の窒化珪素粉末
（平均粒径1μ以下）に、第１表で示すように、
TiB2、ZrB2、HfB2の単独又は混合物をそれぞれ
所定量配合する。この配合物を、ゴムで内張りし
たボールミルにて18時間湿式混合し、その後120
℃×20時間乾燥した。得られた粉末を黒鉛型に入
れ、窒素雰囲気中1730℃、250Kg／cm2の加圧下で
ホツトプレスし、直径50mm、厚さ30mmの焼結体を
得た。得られた各々の焼結体をダイヤモンド砥石
で切断後研削して５×８×24mmの試験片Ａ〜Ｋを
作成した。 比較例 比較として、実施例と同じ窒化珪素粉末（平均
粒径1μ以下）を用い、これに第１表のＬ〜Ｎに
示すように、焼結助剤を配合しない粉末、ZrB2
とY2O3を配合した粉末及びZrB2とAl2O3を配合
した粉末のそれぞれをホツトプレスにより加圧焼
結し、焼結体を得る。実施例１と同様にダイヤモ
ンド砥石で切断・研削し、同寸法の試験片Ｌ〜Ｎ
を作製した。 試験例 １ 前記実施例及び比較例で得られた焼結体試験片
No.Ａ〜Ｎについて、それぞれ常温、1000℃、1200
℃における３点曲げ強度を真空中又は非酸化性雰
囲気下で行なつた。結果を第１表に示す。
【表】
上記表から明らかなように、TiB2、ZrB2又は
HfB2の少なくとも１種以上を５〜30モル％配合
したセラミツク組成物を用いて得られる焼結体
（試料No.Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、
Ｋ）は、いずれも高温時の強度低下が少ないこと
がわかる。特に試料No.Ｆ、Ｇ、Ｉ、Ｊ、Ｋが好ま
しい耐熱高強度特性を示す。本発明範囲外の試料
No.Ｄ及びＬ〜Ｎは、高温時の強度低下が著しい。 試験例 ２ 前記第１表に示す試料No.Ｆの組成で、実施例１
の方法に従つてガスタービンエンジンのローター
を試作した。このローターは、1000℃、
110000rpmのホツトスピンテストでも、ヒビやワ
レが生じなかつた。一方、試料No.Ｌ（比較品）を
用いて試作したローターに1000℃の温度でホツト
スピンテストを行なうと、110000rpmに達するま
でに割れてしまつた。 以上の記載から明らかなように、本発明による
と、従来の窒化珪素焼結体に比較して、1000℃以
上のような高温時にも優れた高温高強度特性を示
す窒化珪素焼結体を得ることができる。
HfB2の少なくとも１種以上を５〜30モル％配合
したセラミツク組成物を用いて得られる焼結体
（試料No.Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、
Ｋ）は、いずれも高温時の強度低下が少ないこと
がわかる。特に試料No.Ｆ、Ｇ、Ｉ、Ｊ、Ｋが好ま
しい耐熱高強度特性を示す。本発明範囲外の試料
No.Ｄ及びＬ〜Ｎは、高温時の強度低下が著しい。 試験例 ２ 前記第１表に示す試料No.Ｆの組成で、実施例１
の方法に従つてガスタービンエンジンのローター
を試作した。このローターは、1000℃、
110000rpmのホツトスピンテストでも、ヒビやワ
レが生じなかつた。一方、試料No.Ｌ（比較品）を
用いて試作したローターに1000℃の温度でホツト
スピンテストを行なうと、110000rpmに達するま
でに割れてしまつた。 以上の記載から明らかなように、本発明による
と、従来の窒化珪素焼結体に比較して、1000℃以
上のような高温時にも優れた高温高強度特性を示
す窒化珪素焼結体を得ることができる。
Claims (1)
- １ 窒化珪素粉末に、ZrB2、TiB2及びHfB2から
なる群より選ばれる化合物の少なくとも１種のみ
を前記窒化珪素粉末に対し５〜30モル％加えた混
合粉末を乾燥後、型に入れ窒素雰囲気中でホツト
プレスして焼結することを特徴とする窒化珪素焼
結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56192075A JPS5895652A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 窒化珪素焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56192075A JPS5895652A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 窒化珪素焼結体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5895652A JPS5895652A (ja) | 1983-06-07 |
| JPH0250075B2 true JPH0250075B2 (ja) | 1990-11-01 |
Family
ID=16285213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56192075A Granted JPS5895652A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 窒化珪素焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5895652A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6027643A (ja) * | 1983-07-27 | 1985-02-12 | 株式会社日立製作所 | 高温構造部材 |
| US4650498A (en) * | 1984-12-14 | 1987-03-17 | Gte Laboratories Incorporated | Abrasion resistant silicon nitride based articles |
| WO2011122100A1 (ja) * | 2010-03-29 | 2011-10-06 | 住友大阪セメント株式会社 | 六ホウ化ランタン焼結体、それを用いたターゲット、六ホウ化ランタン膜、及び該焼結体の製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5820782A (ja) * | 1981-07-27 | 1983-02-07 | 住友電気工業株式会社 | 窒化けい素焼結体およびその製造方法 |
-
1981
- 1981-11-30 JP JP56192075A patent/JPS5895652A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5820782A (ja) * | 1981-07-27 | 1983-02-07 | 住友電気工業株式会社 | 窒化けい素焼結体およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5895652A (ja) | 1983-06-07 |
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