JPH0288465A - セラミックス複合焼結体 - Google Patents

セラミックス複合焼結体

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JPH0288465A
JPH0288465A JP63240324A JP24032488A JPH0288465A JP H0288465 A JPH0288465 A JP H0288465A JP 63240324 A JP63240324 A JP 63240324A JP 24032488 A JP24032488 A JP 24032488A JP H0288465 A JPH0288465 A JP H0288465A
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JP
Japan
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powder
sintered body
ceramic composite
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composite sintered
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Hiroshi Tashiro
広志 田代
Yoshio Nakamura
好男 中村
Masatoshi Onishi
正俊 大西
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Coorstek KK
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Toshiba Ceramics Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 +111000的 [産業上の利用分野] 本発明は、セラミックス複合焼結体に関し、特に電気比
抵抗が低下されることにより導電性が確保され放電加工
を容易とされており、併せて機械的強度が確保されるこ
とにより構造材料としての利用も可能とされたセラミッ
クス複合焼結体に関するものである。
[従来の技術] 従来この種のセラミックス複合焼結体としては、ホウ化
チタンTi8g粉末を炭化珪素SiC粉末に添加配合し
て焼結するものが提案されており、その機械的強度、耐
熱特性および耐蝕性などが確保されていたため、機械部
品などの材料として利用されていた(特開昭57−27
975および特開昭62−3072など参照)。
[解決すべき問題点] しかしながら従来のセラミックス複合焼結体は、ホウ化
チタンTiBa粉末を炭化珪素SiC扮末に添加配合し
ていたので、(i)ホウ化チタンTiB*の配合量が増
加するにつれ炭化珪素SiCの配合量が相対的に低下し
てしまう欠点があり、ひいては焼結性が悪化し加圧焼結
によって焼結してもその機械的強度が著しく低下してし
まう欠点(特開昭62−3072参照)があり、そのた
め(iil形状を複雑化できない欠点、ならびに(ii
il m造材料としての利用範囲が大幅に制限されてし
まう欠点があり、加えて(ivl酸化アルミニウムAl
tOs粉末を添加配合すれば導電性を阻害するものと考
えられていた(特開昭57−196770参照)。
そこで本発明は、これらの欠点を除去し、電気比抵抗を
低下せしめて導電性を確保し併せて機械的強度も確保す
ることにより放電加工が容易化されかつ構造材料として
も利用できるセラミックス複合焼結体を提供せんとする
ものである。
(2)発明の構成 [問題点の解決手段] そのために本発明により提供される解決手段は、 「炭化珪素粉末25〜55重量部に対し、ホウ化チタン
粉末が30〜60重量部配合され、かつ酸化アルミニウ
ム粉末が15〜40重量部配合されており、不活性ガス
雰囲気下で1700〜2000℃の温度にて焼結されて
なるセラミックス複合焼結体」 である。
〔作用] 本発明にかかるセラミックス複合焼結体は、炭化珪素粉
末25〜55重量部に対し、ホウ化チタン粉末が30〜
60重量部配合され、かつ酸化アルミニウム粉末が15
〜40重量部配合されており、不活性ガス雰囲気下で1
700〜2000℃の温度にて焼結されてなるので、(
i)電気比抵抗を低減せしめて導電性を確保する作用を
なし、ひいては放電加工を容易とする作用をなしており
、また(11)機械的強度たとえば曲げ強さを確保する
作用をなしている。
ルミニウムAl*Os扮末が15〜40重量部配合され
たのち、不活性ガス雰囲気下で1700〜2000℃の
温度にて焼結される′ことによって作製されている。
[実施例] 次に本発明にかかるセラミックス複合焼結体について、
その実施例を挙げて具体的に説明する。
、しかしながら以下に説明する実施例は、本発明の理解
を容易化ないし促進化するために記載されるものであっ
て、本発明を限定するために記載されるものではない。
先ず本発明にかかるセラミックス複合焼結体の一実施例
について、その詳細を説明する。
本発明にかかるセラミックス複合焼結体は、炭化珪素S
iC粉末25〜55重量部に対し、ホウ化チタンTiB
a粉末が30〜60重量部配合され、かつ酸化アここで
ホウ化チタンTiBa粉末の配合量が、30〜60重量
部とされている根拠は、(il 30重量部未満となる
と、結果物たるセラミックス複合焼結体の導電性が極端
に阻害されてしまい、結果的に放電加工が困難となって
効率良く加工できなくなり、また(ii)60重量部を
超えると、耐酸化性が低下してしまうことにある。
また酸化アルミニウムA1□0.粉末の配合量が、15
〜40重量部とされている根拠は、(i)3重量部未満
となると、焼結性が悪化し結果物たるセラミックス複合
焼結体の機械的強度が低下してしまい、また(ii14
0重量部を超えると、その機械的強度ならびに導電性が
阻害されてしまうことにあり、かつ(iiil  3〜
15重量部については既に別出願されていることにある
酸化アルミニウムAl2O3粉末は、必ずしもA1□0
3粉末として直接に添加する必要はなく、アルミニウム
アルコキシド、有機酸塩、無機酸塩の粉末として添加し
焼結までの間に適宜の処理を施しAltos粉末に変換
してもよい。
加えて焼結性を改善して結果物たるセラミックス複合焼
結体の機械的強度を向上せしめるために、炭化珪素粉末
、ホウ化チタン粉末および酸化アルミニウム粉末の合計
配合量100重量部に対し、4重量部以下の炭素を配合
してもよい。炭素の配合量を、炭化珪素粉末、ホウ化チ
タン粉末および酸化アルミニウム粉末の合計配合量10
0重量部に対し4重量部以下に制限する根拠は、4重量
部を超えるとセラミックス複合焼結体の機械的強度が低
下してしまうことにある。
更に上述した本発明にかかるセラミックス複合焼結体の
一実施例の理解を深めるために、数値などを挙げて具体
的に説明する。
ユ衷胤拠1L 平均粒径0.5μmの炭化珪素SiC粉末38gは。
平均粒径1.5μmのホウ化チタンTiB1粉末38g
と平均粒径0.5μmの酸化アルミニウムAl*Os粉
末24gとが添加されたのち、更にポリビニルアセテー
ト2.5gを溶解したアセトン120m1が溶媒として
添加され、プラスチック製のボットミルすなわちポリポ
ットおよびモノポールを用いて100時間にわたって撹
拌混合された。
次いで撹拌混合物は、乾燥により溶媒が除去されたのち
造粒され、造粒混合物とされた。
造粒混合物は、金型プレスおよびラバープレスによって
成型され、5 mn+X 5 mmX 60mmの成形
体とされた。成型体は、グラファイト容器に収容され、
アルゴン雰囲気下において1900’Cの温度で焼結さ
れ、セラミックス複合焼結体とされた。
セラミックス複合焼結体は、相対密度、電気比抵抗およ
び曲げ強さ(常温すなわち室温下における3点曲げの強
さ)について測定され、その測定結果が第1表に示され
ている。
1スIIL 炭化珪素SiC粉末およびホウ化チタンTiBz扮末の
配合量がそれぞれ34gおよび42gとされたことを除
き、実施例1が反復された。
セラミックス複合焼結体は、相対密度、電気比抵抗およ
び曲げ強さ(常温すなわち室温下における3点曲げの強
さ)について測定され、その測定結果が第1表に示され
ている。電気比抵抗が5.5X 10−’Ωcmであっ
たので、セラミックス複合焼結体のワイヤ放電加工速度
は、80〜120mm”7分と大きく、経済的に十分で
あった。
れ28g、56gおよび16gとされたことを除き、実
施例1が反復された。
セラミックス複合焼結体は、相対密度、電気比抵抗およ
び曲げ強さ(常温すなわち室温下における3点曲げの強
さ)について測定され、その測定結果が第1表に示され
ている。
ユ!血ガn 炭化珪素SiC粉末、ホウ化チクンTiBx粉末および
酸化アルミニウムA11as粉末の配合量がそれぞれ4
7g、34gおよび19gとされたことを除き、実施例
1が反復された。
セラミックス複合焼結体は、相対密度、電気比抵抗およ
び曲げ強さ(常温すなわち室温下における3点曲げの強
さ)について測定され、その測定結果が第1表に示され
ている。
ユ衷施■且り 炭化珪素SiC粉末、ホウ化チタンTiB*粉末および
酸化アルミニウムAl*Oa扮末の配合量がそれぞユ叉
旌■二工 炭化珪素SiC扮末、ホウ化チタンTiBg粉末および
酸化アルミニウムAl2O3粉末の配合量がそれぞれ3
8g、32gおよび30gとされ、かつ焼結温度が18
50℃とされたことを除き、実施例1が反復された。
セラミックス複合焼結体は、相対密度、電気比抵抗およ
び曲げ強さ(常温すなわち室温下における3点曲げの強
さ)について測定され、その測定結果が第1表に示され
ている。
ユ衷鳳」旦り 平均粒径0.5μmの炭化珪素SiC粉末34gは、平
均粒径1.5μmのホウ化チクンTiB1粉末42gと
平均流型0.5μmの酸化アルミニウムA1.0ユ粉末
2軸とが添加されたのち、更に炭化度50重量%のフェ
ノールレジン6gを含むアセトン溶液120m1が溶媒
として添加され、プラスチック製のポットミルすなわち
ポリポットおよびモノボールを用いて100時間にわた
って撹拌混合された。
次いで攪拌混合物は、乾燥により溶媒が除去されたのち
造粒され、造粒混合物とされた。
造粒混合物は、金型ブレスおよびラバープレスによって
成型され、5 mmX 5 mmX 60mmの成形体
とされた。成型体は、グラファイト容器に収容され、ア
ルゴン雰囲気下において2000℃の温度で焼結され、
セラミックス複合焼結体とされた。
セラミックス複合焼結体は、相対密度、電気比抵抗およ
び曲げ強さ(常温すなわち室温下における3点曲げの強
さ)について測定され、その測定結果が第1表に示され
ている。
ユ止較廻1L 平均粒径0,5μmの炭化珪素SiC粉末90gは、平
均粒径1.5μmのホウ化チタンTiBt粉末2gと平
均粒径0.5μmの酸化アルミニウムAl*Oa粉末3
gとが添加されたのち、更に溶媒としてアセトン120
m1が添加され、アルミナ製のポットミルすなわちアル
ミナ製のポットおよびボールを用いて100時間にわた
って攪拌混合された。
次いで撹拌混合物は、乾燥により溶媒が除去されたのち
造粒され、造粒混合物とされた。造粒混合物には、ポッ
トミルがアルミナ製であったために、そのポット器壁お
よびボールから混入された酸化アルミニウムAlaOs
が5重量%(ここでは5g)だけ包有されており、全体
として酸化アルミニウムAltozが8重量%(ここで
は8g)だけ包有されていた。造粒混合物に対しボット
ミルから混入された酸化アルミニウムAltosの平均
粒径は、1.0μmであった。
造粒混合物は、金型ブレスおよびラバープレスによって
成型され、5 mmX 5 mmX 60mmの成形体
とされた。成型体は、グラファイト容器に収容され、ア
ルゴン雰囲気下において1900℃の温度で焼結され、
セラミックス複合焼結体とされた。
セラミックス複合焼結体は、相対密度、電気比抵抗およ
び曲げ強さ(常温すなわち室温下における3点曲げの強
さ)について測定され、その測定結果が第1表に示され
ている。電気比抵抗が1.0×103Ωcmであったの
で、セラミックス複合焼結体のワイヤ放電加工は、実質
的に不可能であった。
工比校医主り 炭化珪素SiC粉末およびホウ化チタンTiBt粉末の
配合量がそれぞれ87gおよび5gとされたことを除き
、比較例1が反復された。
セラミックス複合焼結体は、相対密度、電気比抵抗およ
び曲げ強さ(常温すなわち室温下における3点曲げの強
さ)について測定され、その測定結果が第1表に示され
ている。
工比校且ユL 炭化珪素SiC粉末およびホウ化チタンTxBa粉末の
配合量がそれぞれ82gおよび10gとされたことを除
き、比較例1が反復された。
セラミックス複合焼結体は、相対密度、電気比抵抗およ
び曲げ強さ(常温すなわち室温下における3点曲げの強
さ)について測定され、その測定結果が第1表に示され
ている。電気比抵抗が5.0XIOΩcmであったので
、セラミックス複合焼結体のワイヤ放電加工速度は、0
.003mm”7分と小さく、経済的に不十分であった
ユ止較且AU− 平均粒径0.5μmの炭化珪素SiC粉末70gは。
平均粒径1.5μmのホウ化チタンTiBz粉末25g
とが添加されたのち、更に溶媒としてアセトン120m
1が添加され、アルミナ製のボットミルすなわちアルミ
ナ製のポットおよびボールを用いて100時5間にわた
って撹拌混合された。
次いで攪拌混合物は、乾燥により溶媒が除去されたのち
造粒され、造粒混合物とされた。造粒混合物には、ボッ
トミルがアルミナ製であったために、そのポット器壁お
よびボールから混入された酸化アルミニウムAl!0.
が5重量%(ここでは5g)だけ包有されていた。造粒
混合物に対しボットミルから混入された酸化アルミニウ
ムAl2O,の平均粒径は、1.0gmであった。
造粒混合物は、金型ブレスおよびラバープレスによって
成型され、5 mmX 5 mmX 60mmの成形体
とされた。成型体は、グラファイト容器に収容され、ア
ルゴン雰囲気下において1900℃の温度で焼結され、
セラミックス複合焼結体とされた。
セラミックス複合焼結体は、相対密度、電気比抵抗およ
び曲げ強さ(常温すなわち室温下における3点曲げの強
さ)について測定され、その測定結果が第1表に示され
ている。電気比抵抗が5.0XIOΩcmであったので
、セラミックス複合焼結体のワイヤ放電加工速度は、0
.003mm”7分と小さく、経済的に不十分であった
」上」君21L 平均粒径0.5μmの炭化珪素SiC粉末80〜84g
は、平均粒径1.5μmのホウ化チタンTiBz粉末1
6〜20gが添加されたのち、更に溶媒としてアゼトン
120m1が添加され、プラスチック製のボットミルす
なわちポリポットおよびモノボールを用いて100時間
にわたって撹拌混合された。
次いで撹拌混合物は、乾燥により溶媒が除去されたのち
造粒され、造粒混合物とされた。
造粒混合物は、金型ブレスおよびラバープレスによって
成型され、5 mmX 5 mmX 60mmの成形体
とされた。成型体は、グラファイト容器に収容され、ア
ルゴン雰囲気下において2000℃を超える温度で焼結
され、セラミックス複合焼結体とされた。
セラミックス複合焼結体は、相対密度、電気比抵抗およ
び曲げ強さ(常温すなわち室温下における3点曲げの強
さ)について測定され、その測定結果が第1表に示され
ている。
A此m凱り 炭化珪素SiC粉末およびホウ化チタンTiBa粉末の
配合量がそれぞれ60gおよび40gとされ、かつ炭化
度50重量%のフェノールレジンを1゜O〜to、 o
 gだけ添加し、かつ焼結温度を1900〜2200℃
としたことを除き、比較例5が反復された。
セラミックス複合焼結体は、相対密度、電気比抵抗およ
び曲げ強さ(常温すなわち室温下における3点曲げの強
さ)について測定され、その測定結果が第1表に示され
ている。
ユ几lυ1LL 炭化珪素SiC粉末およびホウ化チタンTiBa粉末の
配合量がそれぞれ20gおよび70gとされ、かつ酸化
アルミニウムA1.O,粉末が直接に添加されなかった
ことを除き、比較例1が反復された。
セラミックス複合焼結体は、相対密度、電気比抵抗およ
び曲げ強さ(常温すなわち室温下における3点曲げの強
さ)について測定され、その測定結果が第1表に示され
ている。
第1表を参照すれば明らかなように本発明によれば、セ
ラミックス複合焼結体の電気比抵抗を101Ωam以下
と比較例に比して小さくできる。また本発明によれば、
常圧焼結でも1O−2Ωcm以下の電気比抵抗および9
5%以上の理論相対密度を達成でき、ひいては機械的強
度たとえば曲げ強さを500MPa以上と比較例に比し
て大きくできる。このため本発明によれば、セラミック
ス複合焼結体の放電加工を容易化でき、深度の大きな形
状であっても短時間で加工でき、ひいては高強度および
高靭性を確保できる。
なお上述の実施例においては、炭化珪素SiC粉末の粒
径が0.5μmとされているが、これに限定されるもの
ではない。しかしながらセラミックス複合焼結体の機械
的強度などを考慮すると、炭化珪素SiC粉末の粒径は
、特に1μm以下であることが好ましい。
(3)発明の効果 上述より明らかなように、本発明にかがるセラミックス
複合焼結体は、 炭化珪素粉末25〜55重量部に対し、ホウ化チタン粉
末が30〜60重量部配合され、かつ酸化アルミニウム
粉末が15〜40重量部配合されており、不活性ガス雰
囲気下で1700〜2000℃の温度にて焼結され でなるので。
(al電気比抵抗を10−2Ωcm以下に低減すること
ができる効果 を有し、ひいては (b)放電加工を容易とできる効果 を有し、併せて (cl常圧焼結でも1O−2Ωcm以下の電気比抵抗で
かつ95%以上の理論相対密度 を達成でき、ひいては機械的強度た とえば曲げ強さを500MPa以上に大きくでき、高強
度および高靭性とでき る効果 も有する。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)炭化珪素粉末25〜55重量部に対し、ホウ化チ
    タン粉末が30〜60重量部配合され、かつ酸化アルミ
    ニウム粉末が15〜40重量部配合されており、不活性
    ガス雰囲気下で1700〜2000℃の温度にて焼結さ
    れてなるセラミックス複合焼結体。
  2. (2)炭化珪素粉末、ホウ化チタン粉末および酸化アル
    ミニウム粉末の合計配合量100重量部に対し、4重量
    部以下の炭素が添加されてなる特許請求の範囲第(1)
    項記載のセラミックス複合焼結体。
JP63240324A 1988-09-26 1988-09-26 セラミックス複合焼結体 Expired - Lifetime JPH0822776B2 (ja)

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