JPH0259469A - チタンのオキシカーバイドと酸化アルミニウムの複合焼結体の製造方法 - Google Patents
チタンのオキシカーバイドと酸化アルミニウムの複合焼結体の製造方法Info
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- JPH0259469A JPH0259469A JP62317869A JP31786987A JPH0259469A JP H0259469 A JPH0259469 A JP H0259469A JP 62317869 A JP62317869 A JP 62317869A JP 31786987 A JP31786987 A JP 31786987A JP H0259469 A JPH0259469 A JP H0259469A
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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
本発明はチタンのオキシカーバイドと酸化アルミニウム
の複・合焼結体の製造方法に関する。この複合焼結体は
切削工具用材料、耐摩耗部材、酸化雰囲気で使用可能な
発熱体材料および電気伝導性材料として有用なものであ
る。
の複・合焼結体の製造方法に関する。この複合焼結体は
切削工具用材料、耐摩耗部材、酸化雰囲気で使用可能な
発熱体材料および電気伝導性材料として有用なものであ
る。
従来技術
Ａ１□０．は高強度、高硬度などの優れた特性を持つが
、低靭性であるという欠点を有している。そこで、高靭
性、高硬度、高強度であるＴｉＣを複合化させることに
より両長所を兼ね備えたＴｉＣＡｌｔｏｓ複合焼結体と
することは知られている。
、低靭性であるという欠点を有している。そこで、高靭
性、高硬度、高強度であるＴｉＣを複合化させることに
より両長所を兼ね備えたＴｉＣＡｌｔｏｓ複合焼結体と
することは知られている。
また、Ｔｉｃは電気伝導性に優れているが、耐酸化性が
劣る欠点を有する。そこで耐酸化性に優れたＡｌｚ（ｈ
と複合化することによって、両長所を兼ね備えたＴｉｃ
−Ａ１．０．導電性セラミックスとすることも知られて
いる。
劣る欠点を有する。そこで耐酸化性に優れたＡｌｚ（ｈ
と複合化することによって、両長所を兼ね備えたＴｉｃ
−Ａ１．０．導電性セラミックスとすることも知られて
いる。
しかし、いずれの焼結体も低温、高加重によるホットプ
レス法によって製造している。即ち、成分の一つである
ＴｉＣは難焼結性であるため、常圧で焼結させるには高
温度で焼結させる必要があり、高温で焼結させようとす
るとＡｌｚ０３が蒸発するので緻密な複合焼結体とし得
なかったため、上記の方法によって製造していたのであ
る。
レス法によって製造している。即ち、成分の一つである
ＴｉＣは難焼結性であるため、常圧で焼結させるには高
温度で焼結させる必要があり、高温で焼結させようとす
るとＡｌｚ０３が蒸発するので緻密な複合焼結体とし得
なかったため、上記の方法によって製造していたのであ
る。
このように従来法によると高加重を必要とするため、製
造装置も高価となり、それだけ製造コストも高くなると
共に複雑形状の焼結体を作ることはできなかった。
造装置も高価となり、それだけ製造コストも高くなると
共に複雑形状の焼結体を作ることはできなかった。
また得られる焼結体はＴｉＣ−ＡｈＯ＋の二相系にしか
なり得なかった。
なり得なかった。
発明の目的
本発明は従来法の欠点をなくすべくなされたもので、そ
の目的は、常圧焼成により、炭化チタンと酸化アルミニ
ウムを原料とし、これらの長所を兼ね備えた従来のもの
より高密度の複合焼結体を製造する方法を提供するにあ
る。
の目的は、常圧焼成により、炭化チタンと酸化アルミニ
ウムを原料とし、これらの長所を兼ね備えた従来のもの
より高密度の複合焼結体を製造する方法を提供するにあ
る。
発明の構成
本発明者は前記目的を達成すべく鋭意研究の結果、炭化
チタン粉末と酸化アルミニウム粉末の特定配合した圧粉
体を作り、この圧粉体を酸化アルミニウム粉末に包埋し
、中性または還元雰囲気下で、１７００〜１９００℃で
常圧焼結すると、常圧焼結に拘らず、従来法では得られ
なかった高密度の複合焼結体が得られることを知見した
。また得られる焼結体はＴｉのオキシカーバイドと酸化
アルミニウムの複合焼結体であることが分かった。これ
らの知見に基づいて本発明を完成した。
チタン粉末と酸化アルミニウム粉末の特定配合した圧粉
体を作り、この圧粉体を酸化アルミニウム粉末に包埋し
、中性または還元雰囲気下で、１７００〜１９００℃で
常圧焼結すると、常圧焼結に拘らず、従来法では得られ
なかった高密度の複合焼結体が得られることを知見した
。また得られる焼結体はＴｉのオキシカーバイドと酸化
アルミニウムの複合焼結体であることが分かった。これ
らの知見に基づいて本発明を完成した。
本発明の要旨は、炭化チタン粉末１０〜６０重量％と酸
化アルミニウム粉末９０〜４０重量％の均質混合物を圧
粉体に成形し、この圧粉体を酸化アルミニウム粉末に包
埋し、中性または還元雰囲気下で、１７００−１９００
’ｃで常圧焼結することを特徴とするチタンのオキシカ
ーバイドと酸化アルミニウムの複合焼結体の製造方法ア
にある。
化アルミニウム粉末９０〜４０重量％の均質混合物を圧
粉体に成形し、この圧粉体を酸化アルミニウム粉末に包
埋し、中性または還元雰囲気下で、１７００−１９００
’ｃで常圧焼結することを特徴とするチタンのオキシカ
ーバイドと酸化アルミニウムの複合焼結体の製造方法ア
にある。
本発明における炭化チタン粉末と酸化アルミニウム粉末
の配合割合は、炭化チタンが１０〜６０重量％、酸化ア
ルミニウムが９０〜４０重量％の範囲である。炭化チタ
ン粉末が１０重世％より少ないと得られる焼結体の靭性
、電気伝導性、硬度が小さ（なり、６０重量％を超える
と高緻密のものとならず、耐酸化性も劣るものとなる。
の配合割合は、炭化チタンが１０〜６０重量％、酸化ア
ルミニウムが９０〜４０重量％の範囲である。炭化チタ
ン粉末が１０重世％より少ないと得られる焼結体の靭性
、電気伝導性、硬度が小さ（なり、６０重量％を超える
と高緻密のものとならず、耐酸化性も劣るものとなる。
圧粉体を酸化アルミニウム粉末に包埋するのは、焼結雰
囲気を制御し、また圧粉体からの酸化アルミニウムの蒸
発を防ぎ、組成変化のないようにすると共に緻密化を高
めるためである。この圧粉体にＡｌｚ（ｈに対し０．５
重量％以下のＭｇＯを混合すると焼結密度を高めること
ができる。
囲気を制御し、また圧粉体からの酸化アルミニウムの蒸
発を防ぎ、組成変化のないようにすると共に緻密化を高
めるためである。この圧粉体にＡｌｚ（ｈに対し０．５
重量％以下のＭｇＯを混合すると焼結密度を高めること
ができる。
常圧焼成の温度は、１７００″Ｃより低いとＡＬｚ０３
の蒸発量は少ないが、焼結に必要な物質移動の駆動力が
十分でなく、焼結が十分でない。１９００℃を超えると
、成形圧粉体を＾１ｘ（ｈ粉末に包埋してもの Ａ１□０３符蒸発量が多くなり、組成変化をもたらすば
かりでなく、緻密な焼結体が得られない。従って１７０
０−１９００’Ｃの範囲内で焼結することが必要である
。雰囲気は中性または還元性であることが必要で、それ
はＴｉＣの酸化を防止するためである。
の蒸発量は少ないが、焼結に必要な物質移動の駆動力が
十分でなく、焼結が十分でない。１９００℃を超えると
、成形圧粉体を＾１ｘ（ｈ粉末に包埋してもの Ａ１□０３符蒸発量が多くなり、組成変化をもたらすば
かりでなく、緻密な焼結体が得られない。従って１７０
０−１９００’Ｃの範囲内で焼結することが必要である
。雰囲気は中性または還元性であることが必要で、それ
はＴｉＣの酸化を防止するためである。
本発明の方法で得られる焼結体は、炭化チタンの炭素サ
イトを酸素で置換したチタンのオキシカーバイドＴｉｃ
、、０．（１＜ｘ＜０．１＜ｙ＜Ｏで、ｌ≦ｘ十ｙ≦０
．５ 、０．０５≦ｙ／ｘ≦０．２０）と酸化アルミニ
ウムの複合焼結体となる。
イトを酸素で置換したチタンのオキシカーバイドＴｉｃ
、、０．（１＜ｘ＜０．１＜ｙ＜Ｏで、ｌ≦ｘ十ｙ≦０
．５ 、０．０５≦ｙ／ｘ≦０．２０）と酸化アルミニ
ウムの複合焼結体となる。
ＴｉＣ，０，において、ｘ＋ｙは原料のＴｉｃの不定は
焼結温度が低いと小さくなり、高いと大きくなる。本発
明において焼結温度が１７００’Ｃの時ｙ／ｘ ＝０．
０５．１９００℃の時ｙ／ｘ＝０．２０となる。従って
本発明の方法においては０．０５≦ｙ／χ≦０．２０の
ものが得られる。
焼結温度が低いと小さくなり、高いと大きくなる。本発
明において焼結温度が１７００’Ｃの時ｙ／ｘ ＝０．
０５．１９００℃の時ｙ／ｘ＝０．２０となる。従って
本発明の方法においては０．０５≦ｙ／χ≦０．２０の
ものが得られる。
第１図は出発原料がＴｉｃ ３０重置火、Ａｌｔｏｓ
７０重量％の組成の時の焼結温度と得られる焼結体の相
対密度の関係図である。Ｏ印は圧粉体をＡｌｔｏ３粉末
に包埋し、・印は包埋しないで常圧焼結した場合を示す
。第１図が示すように、八１□０．の蒸発は１７００℃
以上になると激しくなるが、ＡＩＪｔ粉末に包埋すると
＾１２０．の蒸発を抑制し得られ、その効果は温度上昇
に従い大きくなり、相対密度の大きなものとなし得る。
７０重量％の組成の時の焼結温度と得られる焼結体の相
対密度の関係図である。Ｏ印は圧粉体をＡｌｔｏ３粉末
に包埋し、・印は包埋しないで常圧焼結した場合を示す
。第１図が示すように、八１□０．の蒸発は１７００℃
以上になると激しくなるが、ＡＩＪｔ粉末に包埋すると
＾１２０．の蒸発を抑制し得られ、その効果は温度上昇
に従い大きくなり、相対密度の大きなものとなし得る。
しかし、１９００℃を超えるとＡｈ０３粉末で包埋して
もＡｈ（ｈの蒸発は抑制することができず、相対密度の
大きい緻密な焼結体となし得ない。
もＡｈ（ｈの蒸発は抑制することができず、相対密度の
大きい緻密な焼結体となし得ない。
第２図は出発原料の組成割合を変化させて１８００℃で
常圧焼結した場合における相対密度との関係図である。
常圧焼結した場合における相対密度との関係図である。
○印は圧粉体をＡ１□０．粉末に包埋したとき、・印は
包埋しないときを示す。者−ト図萄すｉ−未蕃奉梧本発
明の焼結体は炭化チタンの性質を有することが必要であ
るため、原料炭化チタンの量は１０重量％以上必要であ
る。しかし、その量が６０重量％を超えると高緻密な焼
結体となし得ない。
包埋しないときを示す。者−ト図萄すｉ−未蕃奉梧本発
明の焼結体は炭化チタンの性質を有することが必要であ
るため、原料炭化チタンの量は１０重量％以上必要であ
る。しかし、その量が６０重量％を超えると高緻密な焼
結体となし得ない。
第３図は焼結体の室温導電率と焼結体組成（ＴｉＣ，０
，の重量％）との関係図を示す。これより明らかなよう
に本発明の焼結体は電気伝導性が優れたものである。
，の重量％）との関係図を示す。これより明らかなよう
に本発明の焼結体は電気伝導性が優れたものである。
実施例１゜
平均粒径１．５μｍのＴｉＣ粉末と平均粒径０．２μＩ
のへ１２０．粉末を使用し、ＴｉＣの組成割合が１０．
３０゜６０重重量である混合粉末を作り、これにエタノ
ールを加えて２４時間湿式混合した。この混合粉末を乾
燥させた後、−軸加工成形および静水圧プレスによって
ペレット状の成形体とした。この成形体をＳｉＣ質ルツ
ルツボ中１ｚ０３粉末に包埋して、Ａｒ気流中で高周波
誘導加熱炉により１７００〜１９００”Ｃで加熱焼結し
た。これにより相対密度妥９０〜９６％の緻密な焼結体
が得られた。
のへ１２０．粉末を使用し、ＴｉＣの組成割合が１０．
３０゜６０重重量である混合粉末を作り、これにエタノ
ールを加えて２４時間湿式混合した。この混合粉末を乾
燥させた後、−軸加工成形および静水圧プレスによって
ペレット状の成形体とした。この成形体をＳｉＣ質ルツ
ルツボ中１ｚ０３粉末に包埋して、Ａｒ気流中で高周波
誘導加熱炉により１７００〜１９００”Ｃで加熱焼結し
た。これにより相対密度妥９０〜９６％の緻密な焼結体
が得られた。
得られた焼結体について化学分析を行い、ＴｉＣは酸素
が固溶したチタンのオキシカーバイド（ＴｉＣＸＯｙ）
に変化していることが分かった講−１にＴｉｃ ３０重
量％、八ｌｔＯ＊ ７０重量％、の組成で、焼成温度１
７００℃，１９００’Ｃにおける焼結体の組成を示す。
が固溶したチタンのオキシカーバイド（ＴｉＣＸＯｙ）
に変化していることが分かった講−１にＴｉｃ ３０重
量％、八ｌｔＯ＊ ７０重量％、の組成で、焼成温度１
７００℃，１９００’Ｃにおける焼結体の組成を示す。
表−１
出発源料の組成 焼成温度 焼結体の組成１９００
℃ＴｉＣ６，１１００゜、ｔｏ ３０．４重量％＋ Ａｂｅｔ ６０．６重量％ 実施例２゜ 平均粒径１．５μｍのＴｉＣ粉末と平均粒径０．２μｍ
のへ１□０３粉末を使用し、ＴｉＣが３０．６０重量％
割合の混合粉末を作り、実施例１と同様にして圧粉成形
体を作った。これをＡ１ｔＯ１粉末に包埋し、Ａｒ気流
中で１８５０℃に加熱焼結した。得られた焼結体の組成
およびこの焼結体の３点曲げ強度、ビッカース硬度、じ
ん性を示すと表−２に示す通りであった。これが示すよ
うに高硬度、高じん性、富強度であり、切削工具、耐摩
耗部材、構造材料に適する材料である。
℃ＴｉＣ６，１１００゜、ｔｏ ３０．４重量％＋ Ａｂｅｔ ６０．６重量％ 実施例２゜ 平均粒径１．５μｍのＴｉＣ粉末と平均粒径０．２μｍ
のへ１□０３粉末を使用し、ＴｉＣが３０．６０重量％
割合の混合粉末を作り、実施例１と同様にして圧粉成形
体を作った。これをＡ１ｔＯ１粉末に包埋し、Ａｒ気流
中で１８５０℃に加熱焼結した。得られた焼結体の組成
およびこの焼結体の３点曲げ強度、ビッカース硬度、じ
ん性を示すと表−２に示す通りであった。これが示すよ
うに高硬度、高じん性、富強度であり、切削工具、耐摩
耗部材、構造材料に適する材料である。
また、この焼結体を１５００℃で５時間空気中に放置し
てその重量変化を調査することにより耐酸化性を調べた
。その結果を表−３に示す。本焼結体はＴｉＣ焼結体と
比較して耐酸化性が優れている。
てその重量変化を調査することにより耐酸化性を調べた
。その結果を表−３に示す。本焼結体はＴｉＣ焼結体と
比較して耐酸化性が優れている。
また焼結体の室温導電率とチタンのオキシカーバイド量
との関係を示すと第３図の通りである。
との関係を示すと第３図の通りである。
← く ← く
実施例３゜
実施例１と同様なＴｉｃ 、 ＡｈＯｓ粉末をＴｉＣ３
０重量％、ＡＩ、０３７０重量％に混合した混合粉末に
、平均粒径０．２ ｕｍのＭｇＯ粉末をＡｌｔｏｓの０
．５重量％量さらに混合した。
０重量％、ＡＩ、０３７０重量％に混合した混合粉末に
、平均粒径０．２ ｕｍのＭｇＯ粉末をＡｌｔｏｓの０
．５重量％量さらに混合した。
この混合物を実施例Ｉと同様にして圧粉成形体を作り、
これをＡ１．０３粉末に包埋して、Ａｒ気流中、１８５
０℃で加熱焼結した。得られた焼結体はＭｇＯ粉末を混
合しない場合は９６％の相対密度であったのに対し、相
対密度９９％の高緻密のものとなった。
これをＡ１．０３粉末に包埋して、Ａｒ気流中、１８５
０℃で加熱焼結した。得られた焼結体はＭｇＯ粉末を混
合しない場合は９６％の相対密度であったのに対し、相
対密度９９％の高緻密のものとなった。
この焼結体を化学分析した結果、その組成はＴ１Ｃｏ、
５ｓＯ０，、ｓ３０．．３重量％、 ＡｌｚＯｉ ６
９．４重量％。
５ｓＯ０，、ｓ３０．．３重量％、 ＡｌｚＯｉ ６
９．４重量％。
−８００，３重量％であった。
ＭｇＯ無添加の場合における焼結体組成ＴｔＣｏ、ｓｓ
Ｏｏ、＋ｓ３０．３重量％、 Ａｌ２Ｏ３６９，７重
量％と比較して、オキシカーバイドの化学組成−重量組
成の変化は認められなかった。
Ｏｏ、＋ｓ３０．３重量％、 Ａｌ２Ｏ３６９，７重
量％と比較して、オキシカーバイドの化学組成−重量組
成の変化は認められなかった。
発明の効果
本発明の方法によると、ＴｉＣ粉末とＡ１□０．粉末と
を原料とし、常圧焼結により従来法では得られなかった
優れた特性を存するＴｉＣＸ０．とＡｌｔｏｓの複合焼
結体を高密度のものとして得られる。従って、従来法に
おけるような高圧装置を必要としなく、そのため複雑形
状のものも容易に製造可能で１６゜
を原料とし、常圧焼結により従来法では得られなかった
優れた特性を存するＴｉＣＸ０．とＡｌｔｏｓの複合焼
結体を高密度のものとして得られる。従って、従来法に
おけるような高圧装置を必要としなく、そのため複雑形
状のものも容易に製造可能で１６゜
第１図は原料組成がＴｉＣ３０重量％、八１ｔ０３７０
重量％の焼結体における焼結温度と相対密度の関係タン
のオキシカーバイド量との関係図を示す。 ○印：圧粉体をＡ ｌ ｔ０３に包埋した場合、・印：
圧粉体をＡ１１ｂｉ粉末に包埋しない場合。 第 １ 図 第 ２ 図 焼結温度 ＯＣ 原料組成、 ｘ （ＴｉＣの重量％）第 因 手 続 補 正 書 事件の表示 昭和６２年特許願第３１７１３６９ 号 補正をする者 事件との関係
重量％の焼結体における焼結温度と相対密度の関係タン
のオキシカーバイド量との関係図を示す。 ○印：圧粉体をＡ ｌ ｔ０３に包埋した場合、・印：
圧粉体をＡ１１ｂｉ粉末に包埋しない場合。 第 １ 図 第 ２ 図 焼結温度 ＯＣ 原料組成、 ｘ （ＴｉＣの重量％）第 因 手 続 補 正 書 事件の表示 昭和６２年特許願第３１７１３６９ 号 補正をする者 事件との関係
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）、炭化チタン粉末１０〜６０重量％と酸化アルミニ
ウム粉末９０〜４０重量％の均質混合物を圧粉体に成形
し、この圧粉体を酸化アルミニウム粉末に包埋し、中性
または還元雰囲気下で、１７００〜１９００℃で常圧焼
結することを特徴とするチタンのオキシカーバイドと酸
化アルミニウムの複合焼結体の製造方法。 ２）、圧粉体に微量の酸化マグネシウムを配合する特許
請求の範囲第１項記載の複合焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62317869A JPH0259469A (ja) | 1987-12-16 | 1987-12-16 | チタンのオキシカーバイドと酸化アルミニウムの複合焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62317869A JPH0259469A (ja) | 1987-12-16 | 1987-12-16 | チタンのオキシカーバイドと酸化アルミニウムの複合焼結体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0259469A true JPH0259469A (ja) | 1990-02-28 |
| JPH0511062B2 JPH0511062B2 (ja) | 1993-02-12 |
Family
ID=18092967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62317869A Granted JPH0259469A (ja) | 1987-12-16 | 1987-12-16 | チタンのオキシカーバイドと酸化アルミニウムの複合焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0259469A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010126414A (ja) * | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Tdk Corp | 焼結体及びその製造方法 |
| CN105481365A (zh) * | 2014-09-15 | 2016-04-13 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种高致密化碳化钛陶瓷的制备方法 |
-
1987
- 1987-12-16 JP JP62317869A patent/JPH0259469A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010126414A (ja) * | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Tdk Corp | 焼結体及びその製造方法 |
| CN105481365A (zh) * | 2014-09-15 | 2016-04-13 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种高致密化碳化钛陶瓷的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0511062B2 (ja) | 1993-02-12 |
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