JPH03112857A - 複合ムライト質焼結体 - Google Patents
複合ムライト質焼結体Info
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- JPH03112857A JPH03112857A JP1252580A JP25258089A JPH03112857A JP H03112857 A JPH03112857 A JP H03112857A JP 1252580 A JP1252580 A JP 1252580A JP 25258089 A JP25258089 A JP 25258089A JP H03112857 A JPH03112857 A JP H03112857A
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- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 29
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Products (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、主にセラミックガスタービン等の高温熱機関
部品用材料として用いられる複合ムライト質焼結体に関
する。
部品用材料として用いられる複合ムライト質焼結体に関
する。
（従来の技術）
ムライト質焼結体は、酸化物セラミックスの中でも共有
結合性が高く、その為１４００℃程度まで強度劣化がな
く、上記高温熱機関部品に適した材料として注目されて
いる。しかし、破壊靭性に乏しく、この破壊靭性を改善
する為の手段としてムライト−８ｉＣウイス力−複合焼
結体が提唱されている（日本セラミックス協会学術論文
誌、第９７巻、８９５頁）。
結合性が高く、その為１４００℃程度まで強度劣化がな
く、上記高温熱機関部品に適した材料として注目されて
いる。しかし、破壊靭性に乏しく、この破壊靭性を改善
する為の手段としてムライト−８ｉＣウイス力−複合焼
結体が提唱されている（日本セラミックス協会学術論文
誌、第９７巻、８９５頁）。
尚、ムライトは３ Ａ Ｑ、０３”２ Ｓ ｉ Ｏ，（
７）組成式で表されるアルミノケイ酸塩であるが、これ
を合成する場合、反応条件等により過剰のＳｉＯ□によ
るガラス質相や過剰のＡｏよＯ□相が不可避的に生成す
る。従って、本願ではこれら不可避的なガラス質相或い
はＡＱ２０．相を含むものをも総称してムライト質と云
う。
７）組成式で表されるアルミノケイ酸塩であるが、これ
を合成する場合、反応条件等により過剰のＳｉＯ□によ
るガラス質相や過剰のＡｏよＯ□相が不可避的に生成す
る。従って、本願ではこれら不可避的なガラス質相或い
はＡＱ２０．相を含むものをも総称してムライト質と云
う。
（発明が解決しようとする課題）
上記ムライト−８ｉＣウイス力−複合焼結体は、ＳｉＣ
ウィスカーの添加により強化され、破壊靭性等は改善さ
れるが、耐酸化性が悪くなることも知見されており（日
本セラミックス協会学術論文誌、第９７巻、９７６頁）
、上記高温熱機関部品用材料としての応用適性に於いて
まだ十分とは云えなかった。
ウィスカーの添加により強化され、破壊靭性等は改善さ
れるが、耐酸化性が悪くなることも知見されており（日
本セラミックス協会学術論文誌、第９７巻、９７６頁）
、上記高温熱機関部品用材料としての応用適性に於いて
まだ十分とは云えなかった。
（発明の目的）
本発明は、上記に鑑み更に研究した結果なされたもので
あり、耐酸化性が低下することなく破壊靭性が向上した
新規な複合ムライト質焼結体を提供せんとするものであ
る。
あり、耐酸化性が低下することなく破壊靭性が向上した
新規な複合ムライト質焼結体を提供せんとするものであ
る。
（課題を解決する為の手段）
本発明の複合ムライト質焼結体は、ＡＱＮ相を１〜５０
容量％（望ましくは１０〜５０容量％）含有し、残部が
ムライト質相であることを特徴とする。また、ムライト
質相は、５０〜８０重量％（望ましくは６７〜７４重量
％）のＡＱ、Ｏ，と、残部のＳ ｉ Ｏ，とより成る。
容量％（望ましくは１０〜５０容量％）含有し、残部が
ムライト質相であることを特徴とする。また、ムライト
質相は、５０〜８０重量％（望ましくは６７〜７４重量
％）のＡＱ、Ｏ，と、残部のＳ ｉ Ｏ，とより成る。
ここで、ＡＱＮ相の含有量が１容量％未満の場合破壊靭
性の向上が見られず、また５０容量％を超えると焼結し
難くなる。一方、ムライト質相中、ＡΩ、０３が５０重
量％未渦の場合破壊靭性が低下し、８０重量％を超える
と焼結し難くなる。ＡＱＮ相は、Ａｌ２Ｎのウィスカー
或いは粉末（粉粒体も含む）によって形成される。
性の向上が見られず、また５０容量％を超えると焼結し
難くなる。一方、ムライト質相中、ＡΩ、０３が５０重
量％未渦の場合破壊靭性が低下し、８０重量％を超える
と焼結し難くなる。ＡＱＮ相は、Ａｌ２Ｎのウィスカー
或いは粉末（粉粒体も含む）によって形成される。
（作用）
上記構成の複合ムライト質焼結体に於いては、ムライト
質相の粒界にＡＱＮ相がマトリックス的に結合し、これ
により強化されて破壊靭性が向上する。また、ムライト
質相が、上記ＡＱ□０３及びＳ ｉ Ｏ，の組成比より
成る場合、過剰の５ｉｎ２によるガラス質相或いは過剰
のＡＱ、０３が焼結助剤として作用し、ムライト質相相
互の粒界結合が強化される。
質相の粒界にＡＱＮ相がマトリックス的に結合し、これ
により強化されて破壊靭性が向上する。また、ムライト
質相が、上記ＡＱ□０３及びＳ ｉ Ｏ，の組成比より
成る場合、過剰の５ｉｎ２によるガラス質相或いは過剰
のＡＱ、０３が焼結助剤として作用し、ムライト質相相
互の粒界結合が強化される。
而して、本発明の複合ムライト質焼結体を、大気中高温
雰囲気下に晒すと、焼結体の表面部位に存在するＡＱＮ
相のみが酸化し、当該ＡＱＮ相の表面にＡＱ２ｏ３の膜
が形成される。このＡＱ２０゜の膜が形成されると、こ
れが保護膜となってそれ以上の酸化が進行しなくなる。
雰囲気下に晒すと、焼結体の表面部位に存在するＡＱＮ
相のみが酸化し、当該ＡＱＮ相の表面にＡＱ２ｏ３の膜
が形成される。このＡＱ２０゜の膜が形成されると、こ
れが保護膜となってそれ以上の酸化が進行しなくなる。
従って、全体としての酸化増量は極めて少なく、ムライ
ト質焼結体の耐高温特性が維持されると共に優れた破壊
靭性を有し、高温熱機関部品用材料としての適性が飛羅
的に向上する。
ト質焼結体の耐高温特性が維持されると共に優れた破壊
靭性を有し、高温熱機関部品用材料としての適性が飛羅
的に向上する。
（実施例）
次に実施例により本発明を更に詳述する。
（ａ）平均粒径０．５μｍのＡ Ｑ、Ｏ□粉末及び平均
粒径０．５μｍのＳ ｉ Ｏ，粉末を第１表の如き配合
で秤量混合し、この混合物とＡΩＮ（アスペクト比１０
〜１００のウィスカー又は平均粒径０゜５μｍの粉末）
とを第１表の如き容量比となるよう秤量混合した。尚、
Ａ２□０．及びＳｉｏ２の混合物並びにＡＱＮの容積は
、これら各材料の真比重から算出し、この計算結果に基
づき第１表の如き容積比となるよう秤量混合した。亦、
これら材料は、焼結後もその真比重・容積が変化しない
ので、出発物質の配合比が焼結体の夫々の組成比に符合
する。
粒径０．５μｍのＳ ｉ Ｏ，粉末を第１表の如き配合
で秤量混合し、この混合物とＡΩＮ（アスペクト比１０
〜１００のウィスカー又は平均粒径０゜５μｍの粉末）
とを第１表の如き容量比となるよう秤量混合した。尚、
Ａ２□０．及びＳｉｏ２の混合物並びにＡＱＮの容積は
、これら各材料の真比重から算出し、この計算結果に基
づき第１表の如き容積比となるよう秤量混合した。亦、
これら材料は、焼結後もその真比重・容積が変化しない
ので、出発物質の配合比が焼結体の夫々の組成比に符合
する。
（ｂ）上記ＡＱ、Ｏ，、ＳｉＯ２及びＡＲＮ＋７１混合
物を、プレス成形後１９００℃で１時間焼成して複合ム
ライト質焼結体を得た。
物を、プレス成形後１９００℃で１時間焼成して複合ム
ライト質焼結体を得た。
（ｃ）破壊靭性の測定；
上記焼結体のテストピースについてＭｌｃ法により破壊
靭性を測定した。
靭性を測定した。
（ｄ）耐酸化性の測定；
上記焼結体のテストピースを、大気中１４００℃、２４
時間熱処理し、その重量の増加量を測定した。
時間熱処理し、その重量の増加量を測定した。
（ｅ）比較例として、ＡＱＮに代えＳｉＣウィスカーを
用いた焼結体を準備し、これについて上記と同要領で破
壊靭性及び耐酸化性を測定した。
用いた焼結体を準備し、これについて上記と同要領で破
壊靭性及び耐酸化性を測定した。
上記（ｃ）及び（ｄ）の結果を配合比と共に第１表に示
す。
す。
世し、
傘叩は本発明の範囲外を、
Ｘ印は比較例
を示す、また、（ｗ）はウィスカーを、（ｐ）は粉末を
示す、尚、ＡｆｌＮの容量％は全体に対する容量比を示
し、従って試料Ｎａｌを例に採れば、ＡＱＮが３０容量
％、５０重量％（７） Ａ Ｑ ｔ Ｏｚ 及び５０重
ｆｔ％のＳｉＯ２から成るムライト質相が７０容量％を
夫々占めることになる。
示す、尚、ＡｆｌＮの容量％は全体に対する容量比を示
し、従って試料Ｎａｌを例に採れば、ＡＱＮが３０容量
％、５０重量％（７） Ａ Ｑ ｔ Ｏｚ 及び５０重
ｆｔ％のＳｉＯ２から成るムライト質相が７０容量％を
夫々占めることになる。
第１表の結果から、試料＆１〜１０の破壊靭性は比較例
と大差がなく、また耐酸化性は比較例に比べ非常に優れ
ていることが理解される。また、試料勲１１のようにＡ
ＱＮが１容量％に満だない時は破壊靭性が向上せず、試
料Ｎα１２のようにＡＱ□０３が過剰の場合は焼結せず
、試料魔１３のようにＡｌ□０、が少ない場合には破壊
靭性の向上が見られず、更に試料＆１４のようにＡＱＮ
が過剰の場合にも焼結しないことが理解される。
と大差がなく、また耐酸化性は比較例に比べ非常に優れ
ていることが理解される。また、試料勲１１のようにＡ
ＱＮが１容量％に満だない時は破壊靭性が向上せず、試
料Ｎα１２のようにＡＱ□０３が過剰の場合は焼結せず
、試料魔１３のようにＡｌ□０、が少ない場合には破壊
靭性の向上が見られず、更に試料＆１４のようにＡＱＮ
が過剰の場合にも焼結しないことが理解される。
尚、ＡＱＮのウィスカーを用いる場合、ウィスカーの表
面をジルコニアでコーティングしたものも使用可能であ
る。このようにウィスカーの表面がジルコニアでコーテ
ィングされていると、焼結時のムライト質相とＡＱＮ相
との同相反応が阻止され、亀裂の進展に伴う引き抜き効
果の減退を生じさせず、また焼結前のウィスカーの傷付
も生じずその補強効果が十分発揮される。
面をジルコニアでコーティングしたものも使用可能であ
る。このようにウィスカーの表面がジルコニアでコーテ
ィングされていると、焼結時のムライト質相とＡＱＮ相
との同相反応が阻止され、亀裂の進展に伴う引き抜き効
果の減退を生じさせず、また焼結前のウィスカーの傷付
も生じずその補強効果が十分発揮される。
（発明の効果）
教主の如く、本発明の複合ムライト質焼結体は、ＡＱＮ
相の存在により強化されて破壊靭性が向上すると共に耐
酸化性に優れている。従って、これをセラミックガスタ
ービン等の高温熱機関部品等に応用すれば、ムライト質
焼結体の特性が遺憾無く発揮され、その適性が飛躍的に
向上する。
相の存在により強化されて破壊靭性が向上すると共に耐
酸化性に優れている。従って、これをセラミックガスタ
ービン等の高温熱機関部品等に応用すれば、ムライト質
焼結体の特性が遺憾無く発揮され、その適性が飛躍的に
向上する。
−以上−
Claims (2)
- １．ＡｎＮ相を１〜５０容量％含有し、残部がムライト
質相である複合ムライト質焼結体。 - ２．上記ムライト質相の組成が、５０〜８０重量％のＡ
ｌ＿２Ｏ＿３と、残部のＳｉＯ＿２とより成る請求項１
記載の複合ムライト質焼結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1252580A JP2849629B2 (ja) | 1989-09-27 | 1989-09-27 | 複合ムライト質焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1252580A JP2849629B2 (ja) | 1989-09-27 | 1989-09-27 | 複合ムライト質焼結体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03112857A true JPH03112857A (ja) | 1991-05-14 |
| JP2849629B2 JP2849629B2 (ja) | 1999-01-20 |
Family
ID=17239349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1252580A Expired - Fee Related JP2849629B2 (ja) | 1989-09-27 | 1989-09-27 | 複合ムライト質焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2849629B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019073414A (ja) * | 2017-10-16 | 2019-05-16 | イビデン株式会社 | 繊維強化ＡｌＮ複合材、放熱基板、繊維強化ＡｌＮ複合材の製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6335463A (ja) * | 1985-12-13 | 1988-02-16 | 工業技術院長 | アルミナ・シリカ系セラミツクスの製造方法 |
| JPS643068A (en) * | 1987-03-10 | 1989-01-06 | Nippon Cement Co Ltd | Production of alumina silica-based sintered material |
| JPH0383852A (ja) * | 1989-08-25 | 1991-04-09 | Mitsubishi Materials Corp | ムライト系焼結体及びその製造方法 |
-
1989
- 1989-09-27 JP JP1252580A patent/JP2849629B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6335463A (ja) * | 1985-12-13 | 1988-02-16 | 工業技術院長 | アルミナ・シリカ系セラミツクスの製造方法 |
| JPS643068A (en) * | 1987-03-10 | 1989-01-06 | Nippon Cement Co Ltd | Production of alumina silica-based sintered material |
| JPH0383852A (ja) * | 1989-08-25 | 1991-04-09 | Mitsubishi Materials Corp | ムライト系焼結体及びその製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019073414A (ja) * | 2017-10-16 | 2019-05-16 | イビデン株式会社 | 繊維強化ＡｌＮ複合材、放熱基板、繊維強化ＡｌＮ複合材の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2849629B2 (ja) | 1999-01-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |