JPH0324430B2 - - Google Patents
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- Ceramic Products (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明はβ−サイアロン粉末から焼結体を製造
する方法に関する。 （従来技術及びその問題点） β−サイアロンはβ−窒化珪素中のSi位置を
Alで、Ｎ位置をＯで一部置換固溶したところの、
式 Si6-zAlzOzN8-z（０＜ｚ≦4.2）で表される物
質である。 β−サイアロンの焼結体は、窒化珪素焼結体に
比較して、耐酸化性、溶融金属に対する耐蝕性、
高温での機械的特性が優れており、さらに本来粒
界相を有しないため、透光性も示すという、高温
機能材料として注目を集めている。 β−サイアロン焼結体を得る一般的な方法は、
結晶質窒化珪素、アルミナ及び窒化アルミニウム
の各粉末を所望の焼結体組成になるように混合し
て焼結する方法である。この方法で得られる焼結
体は、異常粒の存在、微構造及び構成元素の不均
一性のために、充分な機械的特性及び透光性を有
さない。 上記欠点を解消する目的でそれ自身がβ−サイ
アロンである粉末を合成し、この粉末を成形し焼
結する方法が検討されている。 特開昭60−145902号公報には、シリコンアルコ
キシドとアルミニウムアルコキシドの混合液を加
水分解して得たシリカとアルミナの混合物に炭素
を加え、窒素雰囲気中で加熱し、還元窒化するこ
とによりβ−サイアロン粉末を製造する方法が記
載されている。窯業協会誌、第93巻第２号第69〜
72ページ（1985年）には、上記公報に記載の方法
で得られるβ−サイアロン粉末を空気中で加熱し
て残留炭素を除去した後に焼結する方法が開示さ
れている。この方法で得られる焼結体は、上記報
文にも見られるように気孔が多く硬度が低く、充
分な機械的特性を有していないことがわかる。 このように、β−サイアロン粉末の焼結体の製
法については報告された例が極めて少なく、また
報告された方法によつても実用上満足しうる特性
を有するβ−サイアロン焼結体は得られていない
のが実情である。 （発明の目的） 本発明の目的は、非晶質窒化珪素から得られる
β−サイアロン粉末をホツトプレス焼結、又は常
圧あるいは加圧で焼結し、任意形状の緻密な焼結
体の製造方法を提供することにある。 （発明の要旨） 本発明は、 ａ） 非晶質窒化珪素粉末、 ｂ） 珪素又はアルミニウムの酸素含有化合物
（以下物質ｂという）、及び ｃ） 金属アルミニウム、窒化アルミニウム又は
珪素（以下物質ｃという） を所望のβ−サイアロン組成になるように混合
し、混合物を窒素含有雰囲気下に1300〜1800℃の
範囲の温度に加熱して得られる、 式 Si6-zAlzOzN8-z （式中ｚは０より大きく4.2以下の数である。）
で表されるβ−サイアロンを主たる相とする原料
粉末を加熱焼結することを特徴とするβ−サイア
ロン焼結体の製造方法に関する。 また、本発明は、上記のβ−サイアロンを主た
る相とする粉末を酸素含有雰囲気下に加熱して得
られる過剰の酸素を含有する原料粉末を加熱焼結
することを特徴とするβ−サイアロン焼結体の製
造方法に関する。 （発明の具体的説明） 本発明で使用されるβ−サイアロン粉末は、本
願出願人が先に提案した特開昭62−72507号の発
明によつて調製することができる。 非晶質窒化珪素粉末とは、公知の方法、例えば
四ハロゲン化珪素とアンモニアとを液相又は気相
で反応させた反応生成物をさらに加熱処理して得
られる物質であり、通常のＸ線回折によつて明確
な回折現象が現れない、いわゆる非晶質の粉末で
ある。上記反応生成物の加熱処理の条件によつて
は、Ｘ線回折でわずかに回折現象が現れる粉末を
得られるが、このような粉末も本発明における非
晶質窒化珪素粉末に包含される。 珪素の酸素含有化合物の例としては、シリカ、
シリカ含有物、シリカ前駆体、例えばシリコンア
ルコキシドが挙げられ、中でも非晶質のシリカが
好ましく使用される。 アルミニウムの酸素含有化合物の例としては、
アルミナ、アルミナ含有物、アルミナ前駆体、例
えば水酸化アルミニウム、アルミニウムアルコキ
シドが挙げられ、中でもアルミナが好ましく使用
され、特にγ−アルミナのように1000℃以上の高
温で加熱処理されていないアルミナが最も好まし
く使用される。 珪素又はアルミニウムの酸素含有化合物は粉末
状であることが望ましい。両化合物は単独で使用
してもよく、併用してもよい。 金属アルミニウム、窒化アルミニウム又は珪素
も粉末状であることが望ましい。これらの物質は
単独で使用することもでき、併用することもでき
る。 非晶質窒化珪素粉末、物質ｂ及び物質ｃの配合
割合は、混合された粉末の全珪素、全アルミニウ
ム及び全酸素が、目的とするサイアロン組成とな
るような割合であればよい。 非晶質窒化珪素粉末、物質ｂ及び物質ｃを混合
する方法については特に制限はなく、それ自体公
知の方法、例えば、三者を乾式混合する方法、実
質的に不活性な媒体中で三者を湿式混合した後、
不活性媒体を除去する方法等を適宜採用すること
ができる。混合装置としては、Ｖ型混合機、ボー
ルミル及び振動ボールミルが好ましく使用され
る。三者の混合物の別の調製方法としては、非晶
質窒化珪素粉末の前駆体、例えばシリコンジイミ
ド又はシリコンテトラミドに物質ｂ及び物質ｃを
混合分散させ、この分散物を加熱処理する方法も
採用することができる。上記各種の調製方法にお
いては、非晶質窒化珪素粉末あるいはその前駆体
は酸素、水に対して極めて敏感であるので、制御
された不活性雰囲気で取り扱う必要がある。 非晶質窒化珪素粉末、物質ｂ及び物質ｃの混合
物を窒素含有雰囲気下に加熱して、結晶化された
β−サイアロン粉末を得る。 窒素含有雰囲気の例としては、窒素ガス、アン
モニアの雰囲気、これらを含有するアルゴン雰囲
気等がある。 加熱温度は1300〜1800℃である。加熱温度が
1300℃より低いと、結晶化に長時間を要して工業
的ではなく、加熱温度が1800℃を超えると、一酸
化珪素等の分解飛散が起こり、所望のβ−サイア
ロン組成からはずれた粉末が生成するので好まし
くない。加熱時間は通常20時間以下である。 混合粉末の加熱時に使用される加熱炉について
は特に制限はなく、例えば、高周波誘導加熱方式
又は抵抗加熱方式によるバツチ式炉、ロータリー
炉、流動化炉、プツシヤー炉等を使用することが
できる。 こうして得られるβ−サイアロン粉末は一次粒
子の大きさが0.2〜2μで微細かつ均一粒度の粉末
であつて、遊離炭素及び金属不純物を殆ど含有し
ていないので、ボイドや異常粒生長のない焼結体
を与える原料粉末として好適である。 本発明においては、上記β−サイアロンを主た
る相とする粉末を直接焼結することによつて、焼
結体を得ることができる。 β−サイアロン粉末の焼結性を高めると同時に
高強度のβ−サイアロン焼結体を得るためには、
焼結原料のβ−サイアロン粉末が式〔Ｉ〕で規定
される理論量の酸素に対して８重量％以下の過剰
酸素を含有していることが好ましい。β−サイア
ロン粉末に過剰の酸素を含有させる方法として
は、β−サイアロン粉末の調製段階で非晶質窒化
珪素に物質ｂを過剰量添加する方法、β−サイア
ロン粉末を酸素含有雰囲気中で加熱する方法など
を採用することができる。 後者の方法においては、β−サイアロン粉末を
酸素含有雰囲気中で800〜1200℃の範囲の温度に
加熱して、理論量より過剰の酸素をβ−サイアロ
ン粉末に含有させる前処理を施す。加熱時間は通
常0.5〜５時間である。β−サイアロン粉末の前
処理は、例えばβ−サイアロン粉末を保持板上に
薄く乗せて酸素含有雰囲気中に放置する方法、β
−サイアロン粉末を酸素含有雰囲気中で流動化さ
せる方法等によつて行うことができる。 過剰酸素量は８重量％以下、特に6.5重量％以
下であることが必要である。過度に多いと焼結体
中に融点の低い相が多く残留し、高温での機械的
特性が損なわれる。 原料粉末の加熱焼結はそれ自体公知の方法に従
つて行うことができる。即ち、原料粉末をそのま
ま乾式あるいは湿式で所定の形状に成形し、常圧
下又は加圧下に窒素含有雰囲気中で焼結する方
法、原料粉末をそのまま所定の形状のダイスに充
填し、ホツトプレス焼結する方法を採用すること
ができる。緻密で良好な特性を具備した焼結体を
得るためには、原料粉末を湿式でミリングして粉
末粒子間の凝集あるいは融着をほぐした後、上記
の手順により焼結することが好ましい。湿式ミリ
ングする際の媒体としては、原料粉末と実質的に
反応を起こさないもので容易に蒸発除去し得るも
のであればどのようなものであつても良いが、通
常、水、メタノール、エタノール、アセトン、ト
ルエン等が使用される。ミリング装置としては、
ボールミル、振動ミルなどが便利に使用される。 常圧又は雰囲気加圧焼結に先立つ原料粉末の成
形は、公知の方法、例えばラバープレス法、一軸
成形法、鋳込成形法、射出成形法、爆発圧縮成形
法によつて行うことができる。 本発明において、β−サイアロン粉末に、焼結
後にβ−サイアロン組成となる結晶質窒化珪素、
アルミナ及び窒化アルミニウムを配合することも
できる。 焼結温度は通常1600〜1900℃であり、焼結時間
は一般に0.5〜５時間である。焼結温度が過度に
低いと焼結が進行せず、焼結温度が過度に高いと
β−サイアロンの熱分解が生じるようになる。 （発明の作用効果） 本発明によれば、後述する実施例の結果からわ
かるように、室温強度と高温強度との差がほとん
どない緻密な焼結体が得られるという優れた効果
が奏される。 なお、本発明によつて得られるβ−サイアロン
焼結体の靭性、強度、耐衝撃性、加工性、緻密化
速度等をさらに高めるために、本発明で使用され
る原料混合粉末に、Ａ、Ａ、Ｂ、Ｂ、
Ｂ属元素の酸化物、窒化物、炭化物あるいは硼化
物、炭化珪素ウイスカ、窒化珪素ウイスカ、α−
サイアロン粉末、金属ハロゲン化物等を焼結体の
使用目的に応じて配合し、得られる配合物を焼結
することもできる。 （実施例） 以下に実施例を示す。 相対密度とはアルキメデス法によつて測定した
焼結体の密度の理論密度に対する百分率である。
焼結体の曲げ強度はJIS R1601に従い、焼結体か
ら３×４×35mmの棒状試験片を切り出し、表面を
ダイヤモンドホイールで長軸方向に研磨した後、
スパン30mm、クロスヘツドスピード0.5mm／分の
条件で室温及び1200℃で３点曲げ試験をすること
によつて測定し、硬度はビツカース法により室温
で測定した。 実施例 １〜５ シリコンジイミドを1200℃で熱分解して得た非
晶質窒化珪素粉末910.3g、γ−アルミナ（比表面
積約100m2/g）254.4g及び金属アルミニウム粉末
（比表面積0.3m2/g）119.3gの混合粉末を窒素雰囲
気中で1600℃に加熱して下記特性を有するβ−サ
イアロン粉末を得た。 β−サイアロン粉末の特性 ｚ値 ２ 比表面積 4.3m2/g 粒 形 等軸結晶 生成相 β相のみ 組成（重量％） Si Al Ｏ Ｎ 39.2 19.3 11.4 30.1 上記β−サイアロン粉末を空気中で1000℃で所
定時間酸化した後、エタノールを媒体として48時
間湿式ミリングし、続いて80℃で真空乾燥した。
得られた原料粉末約25gを表面が窒化硼素で被覆
された内径50mmの黒鉛製治具に充填し、ホツトプ
レス焼結装置にセツトした後、250Kg/cm2の加圧下
に、室温から1750℃迄20℃／分で昇温し、同温度
に１時間保持した。 得られた焼結体の特性を第１表に示す。 実施例 ６ 実施例３におけると同様にして得られた原料粉
末15gを、内径40mmの金型を用い150Kg/cm2で一軸
プレスした後、1500Kg/cm2でラバープレスし成形
体を得た。この成形体を黒鉛型に入れ高周波誘導
炉にセツト、常圧窒素ガス雰囲気下に、1750℃で
１時間保持した。 得られた焼結体の特性を第２表に示す。 実施例 ７ 実施例１で得られたβ−サイアロン粉末に、窒
化珪素（宇部興産(株)製、Ｅ−10）、アルミナ（住
友化学(株)製、AKP−30）及び窒化アルミニウム
（シユタルク製）の混合粉末（β−サイアロン粉
末に対して20wt％）を焼結後β−サイアロン
（ｚ＝２）組成になるように配合し、この配合物
を酸化処理することなく、実施例１におけると同
様にしてホツトプレス焼結した。 得られた焼結体の特性を第２表に示す。 実施例 ８ シリコンジイミドを1200℃で熱分解して得た非
晶質窒化珪素粉末66.5g、γ−アルミナ22.6g及び
金属アルミニウム粉末7.2gを振動ミルで混合し
た。混合粉末を窒素雰囲気中で1600℃に加熱して
下記特性を有するβ−サイアロン粉末を得た。 β−サイアロン粉末の特性 ｚ値 ２ 比表面積 2.3g/m3 粒 形 等軸結晶 生成相 β相のみ 組成（重量％） Si Al Ｏ Ｎ 39.6 18.5 14.5 27.4 過剰酸素量 3.2重量％ 上記原料粉末を、酸化処理することなく、実施
例１におけると同様してホツトプレス法により焼
結した。 得られた焼結体の特性を第２表に示す。
する方法に関する。 （従来技術及びその問題点） β−サイアロンはβ−窒化珪素中のSi位置を
Alで、Ｎ位置をＯで一部置換固溶したところの、
式 Si6-zAlzOzN8-z（０＜ｚ≦4.2）で表される物
質である。 β−サイアロンの焼結体は、窒化珪素焼結体に
比較して、耐酸化性、溶融金属に対する耐蝕性、
高温での機械的特性が優れており、さらに本来粒
界相を有しないため、透光性も示すという、高温
機能材料として注目を集めている。 β−サイアロン焼結体を得る一般的な方法は、
結晶質窒化珪素、アルミナ及び窒化アルミニウム
の各粉末を所望の焼結体組成になるように混合し
て焼結する方法である。この方法で得られる焼結
体は、異常粒の存在、微構造及び構成元素の不均
一性のために、充分な機械的特性及び透光性を有
さない。 上記欠点を解消する目的でそれ自身がβ−サイ
アロンである粉末を合成し、この粉末を成形し焼
結する方法が検討されている。 特開昭60−145902号公報には、シリコンアルコ
キシドとアルミニウムアルコキシドの混合液を加
水分解して得たシリカとアルミナの混合物に炭素
を加え、窒素雰囲気中で加熱し、還元窒化するこ
とによりβ−サイアロン粉末を製造する方法が記
載されている。窯業協会誌、第93巻第２号第69〜
72ページ（1985年）には、上記公報に記載の方法
で得られるβ−サイアロン粉末を空気中で加熱し
て残留炭素を除去した後に焼結する方法が開示さ
れている。この方法で得られる焼結体は、上記報
文にも見られるように気孔が多く硬度が低く、充
分な機械的特性を有していないことがわかる。 このように、β−サイアロン粉末の焼結体の製
法については報告された例が極めて少なく、また
報告された方法によつても実用上満足しうる特性
を有するβ−サイアロン焼結体は得られていない
のが実情である。 （発明の目的） 本発明の目的は、非晶質窒化珪素から得られる
β−サイアロン粉末をホツトプレス焼結、又は常
圧あるいは加圧で焼結し、任意形状の緻密な焼結
体の製造方法を提供することにある。 （発明の要旨） 本発明は、 ａ） 非晶質窒化珪素粉末、 ｂ） 珪素又はアルミニウムの酸素含有化合物
（以下物質ｂという）、及び ｃ） 金属アルミニウム、窒化アルミニウム又は
珪素（以下物質ｃという） を所望のβ−サイアロン組成になるように混合
し、混合物を窒素含有雰囲気下に1300〜1800℃の
範囲の温度に加熱して得られる、 式 Si6-zAlzOzN8-z （式中ｚは０より大きく4.2以下の数である。）
で表されるβ−サイアロンを主たる相とする原料
粉末を加熱焼結することを特徴とするβ−サイア
ロン焼結体の製造方法に関する。 また、本発明は、上記のβ−サイアロンを主た
る相とする粉末を酸素含有雰囲気下に加熱して得
られる過剰の酸素を含有する原料粉末を加熱焼結
することを特徴とするβ−サイアロン焼結体の製
造方法に関する。 （発明の具体的説明） 本発明で使用されるβ−サイアロン粉末は、本
願出願人が先に提案した特開昭62−72507号の発
明によつて調製することができる。 非晶質窒化珪素粉末とは、公知の方法、例えば
四ハロゲン化珪素とアンモニアとを液相又は気相
で反応させた反応生成物をさらに加熱処理して得
られる物質であり、通常のＸ線回折によつて明確
な回折現象が現れない、いわゆる非晶質の粉末で
ある。上記反応生成物の加熱処理の条件によつて
は、Ｘ線回折でわずかに回折現象が現れる粉末を
得られるが、このような粉末も本発明における非
晶質窒化珪素粉末に包含される。 珪素の酸素含有化合物の例としては、シリカ、
シリカ含有物、シリカ前駆体、例えばシリコンア
ルコキシドが挙げられ、中でも非晶質のシリカが
好ましく使用される。 アルミニウムの酸素含有化合物の例としては、
アルミナ、アルミナ含有物、アルミナ前駆体、例
えば水酸化アルミニウム、アルミニウムアルコキ
シドが挙げられ、中でもアルミナが好ましく使用
され、特にγ−アルミナのように1000℃以上の高
温で加熱処理されていないアルミナが最も好まし
く使用される。 珪素又はアルミニウムの酸素含有化合物は粉末
状であることが望ましい。両化合物は単独で使用
してもよく、併用してもよい。 金属アルミニウム、窒化アルミニウム又は珪素
も粉末状であることが望ましい。これらの物質は
単独で使用することもでき、併用することもでき
る。 非晶質窒化珪素粉末、物質ｂ及び物質ｃの配合
割合は、混合された粉末の全珪素、全アルミニウ
ム及び全酸素が、目的とするサイアロン組成とな
るような割合であればよい。 非晶質窒化珪素粉末、物質ｂ及び物質ｃを混合
する方法については特に制限はなく、それ自体公
知の方法、例えば、三者を乾式混合する方法、実
質的に不活性な媒体中で三者を湿式混合した後、
不活性媒体を除去する方法等を適宜採用すること
ができる。混合装置としては、Ｖ型混合機、ボー
ルミル及び振動ボールミルが好ましく使用され
る。三者の混合物の別の調製方法としては、非晶
質窒化珪素粉末の前駆体、例えばシリコンジイミ
ド又はシリコンテトラミドに物質ｂ及び物質ｃを
混合分散させ、この分散物を加熱処理する方法も
採用することができる。上記各種の調製方法にお
いては、非晶質窒化珪素粉末あるいはその前駆体
は酸素、水に対して極めて敏感であるので、制御
された不活性雰囲気で取り扱う必要がある。 非晶質窒化珪素粉末、物質ｂ及び物質ｃの混合
物を窒素含有雰囲気下に加熱して、結晶化された
β−サイアロン粉末を得る。 窒素含有雰囲気の例としては、窒素ガス、アン
モニアの雰囲気、これらを含有するアルゴン雰囲
気等がある。 加熱温度は1300〜1800℃である。加熱温度が
1300℃より低いと、結晶化に長時間を要して工業
的ではなく、加熱温度が1800℃を超えると、一酸
化珪素等の分解飛散が起こり、所望のβ−サイア
ロン組成からはずれた粉末が生成するので好まし
くない。加熱時間は通常20時間以下である。 混合粉末の加熱時に使用される加熱炉について
は特に制限はなく、例えば、高周波誘導加熱方式
又は抵抗加熱方式によるバツチ式炉、ロータリー
炉、流動化炉、プツシヤー炉等を使用することが
できる。 こうして得られるβ−サイアロン粉末は一次粒
子の大きさが0.2〜2μで微細かつ均一粒度の粉末
であつて、遊離炭素及び金属不純物を殆ど含有し
ていないので、ボイドや異常粒生長のない焼結体
を与える原料粉末として好適である。 本発明においては、上記β−サイアロンを主た
る相とする粉末を直接焼結することによつて、焼
結体を得ることができる。 β−サイアロン粉末の焼結性を高めると同時に
高強度のβ−サイアロン焼結体を得るためには、
焼結原料のβ−サイアロン粉末が式〔Ｉ〕で規定
される理論量の酸素に対して８重量％以下の過剰
酸素を含有していることが好ましい。β−サイア
ロン粉末に過剰の酸素を含有させる方法として
は、β−サイアロン粉末の調製段階で非晶質窒化
珪素に物質ｂを過剰量添加する方法、β−サイア
ロン粉末を酸素含有雰囲気中で加熱する方法など
を採用することができる。 後者の方法においては、β−サイアロン粉末を
酸素含有雰囲気中で800〜1200℃の範囲の温度に
加熱して、理論量より過剰の酸素をβ−サイアロ
ン粉末に含有させる前処理を施す。加熱時間は通
常0.5〜５時間である。β−サイアロン粉末の前
処理は、例えばβ−サイアロン粉末を保持板上に
薄く乗せて酸素含有雰囲気中に放置する方法、β
−サイアロン粉末を酸素含有雰囲気中で流動化さ
せる方法等によつて行うことができる。 過剰酸素量は８重量％以下、特に6.5重量％以
下であることが必要である。過度に多いと焼結体
中に融点の低い相が多く残留し、高温での機械的
特性が損なわれる。 原料粉末の加熱焼結はそれ自体公知の方法に従
つて行うことができる。即ち、原料粉末をそのま
ま乾式あるいは湿式で所定の形状に成形し、常圧
下又は加圧下に窒素含有雰囲気中で焼結する方
法、原料粉末をそのまま所定の形状のダイスに充
填し、ホツトプレス焼結する方法を採用すること
ができる。緻密で良好な特性を具備した焼結体を
得るためには、原料粉末を湿式でミリングして粉
末粒子間の凝集あるいは融着をほぐした後、上記
の手順により焼結することが好ましい。湿式ミリ
ングする際の媒体としては、原料粉末と実質的に
反応を起こさないもので容易に蒸発除去し得るも
のであればどのようなものであつても良いが、通
常、水、メタノール、エタノール、アセトン、ト
ルエン等が使用される。ミリング装置としては、
ボールミル、振動ミルなどが便利に使用される。 常圧又は雰囲気加圧焼結に先立つ原料粉末の成
形は、公知の方法、例えばラバープレス法、一軸
成形法、鋳込成形法、射出成形法、爆発圧縮成形
法によつて行うことができる。 本発明において、β−サイアロン粉末に、焼結
後にβ−サイアロン組成となる結晶質窒化珪素、
アルミナ及び窒化アルミニウムを配合することも
できる。 焼結温度は通常1600〜1900℃であり、焼結時間
は一般に0.5〜５時間である。焼結温度が過度に
低いと焼結が進行せず、焼結温度が過度に高いと
β−サイアロンの熱分解が生じるようになる。 （発明の作用効果） 本発明によれば、後述する実施例の結果からわ
かるように、室温強度と高温強度との差がほとん
どない緻密な焼結体が得られるという優れた効果
が奏される。 なお、本発明によつて得られるβ−サイアロン
焼結体の靭性、強度、耐衝撃性、加工性、緻密化
速度等をさらに高めるために、本発明で使用され
る原料混合粉末に、Ａ、Ａ、Ｂ、Ｂ、
Ｂ属元素の酸化物、窒化物、炭化物あるいは硼化
物、炭化珪素ウイスカ、窒化珪素ウイスカ、α−
サイアロン粉末、金属ハロゲン化物等を焼結体の
使用目的に応じて配合し、得られる配合物を焼結
することもできる。 （実施例） 以下に実施例を示す。 相対密度とはアルキメデス法によつて測定した
焼結体の密度の理論密度に対する百分率である。
焼結体の曲げ強度はJIS R1601に従い、焼結体か
ら３×４×35mmの棒状試験片を切り出し、表面を
ダイヤモンドホイールで長軸方向に研磨した後、
スパン30mm、クロスヘツドスピード0.5mm／分の
条件で室温及び1200℃で３点曲げ試験をすること
によつて測定し、硬度はビツカース法により室温
で測定した。 実施例 １〜５ シリコンジイミドを1200℃で熱分解して得た非
晶質窒化珪素粉末910.3g、γ−アルミナ（比表面
積約100m2/g）254.4g及び金属アルミニウム粉末
（比表面積0.3m2/g）119.3gの混合粉末を窒素雰囲
気中で1600℃に加熱して下記特性を有するβ−サ
イアロン粉末を得た。 β−サイアロン粉末の特性 ｚ値 ２ 比表面積 4.3m2/g 粒 形 等軸結晶 生成相 β相のみ 組成（重量％） Si Al Ｏ Ｎ 39.2 19.3 11.4 30.1 上記β−サイアロン粉末を空気中で1000℃で所
定時間酸化した後、エタノールを媒体として48時
間湿式ミリングし、続いて80℃で真空乾燥した。
得られた原料粉末約25gを表面が窒化硼素で被覆
された内径50mmの黒鉛製治具に充填し、ホツトプ
レス焼結装置にセツトした後、250Kg/cm2の加圧下
に、室温から1750℃迄20℃／分で昇温し、同温度
に１時間保持した。 得られた焼結体の特性を第１表に示す。 実施例 ６ 実施例３におけると同様にして得られた原料粉
末15gを、内径40mmの金型を用い150Kg/cm2で一軸
プレスした後、1500Kg/cm2でラバープレスし成形
体を得た。この成形体を黒鉛型に入れ高周波誘導
炉にセツト、常圧窒素ガス雰囲気下に、1750℃で
１時間保持した。 得られた焼結体の特性を第２表に示す。 実施例 ７ 実施例１で得られたβ−サイアロン粉末に、窒
化珪素（宇部興産(株)製、Ｅ−10）、アルミナ（住
友化学(株)製、AKP−30）及び窒化アルミニウム
（シユタルク製）の混合粉末（β−サイアロン粉
末に対して20wt％）を焼結後β−サイアロン
（ｚ＝２）組成になるように配合し、この配合物
を酸化処理することなく、実施例１におけると同
様にしてホツトプレス焼結した。 得られた焼結体の特性を第２表に示す。 実施例 ８ シリコンジイミドを1200℃で熱分解して得た非
晶質窒化珪素粉末66.5g、γ−アルミナ22.6g及び
金属アルミニウム粉末7.2gを振動ミルで混合し
た。混合粉末を窒素雰囲気中で1600℃に加熱して
下記特性を有するβ−サイアロン粉末を得た。 β−サイアロン粉末の特性 ｚ値 ２ 比表面積 2.3g/m3 粒 形 等軸結晶 生成相 β相のみ 組成（重量％） Si Al Ｏ Ｎ 39.6 18.5 14.5 27.4 過剰酸素量 3.2重量％ 上記原料粉末を、酸化処理することなく、実施
例１におけると同様してホツトプレス法により焼
結した。 得られた焼結体の特性を第２表に示す。
【表】
【表】
比較例 １〜４
窒化珪素（宇部興産(株)製、Ｅ−10）、アルミナ
（住友化学(株)製、AKP−30）及び窒化アルミニウ
ム（シユタルク製）を焼結後β−サイアロン（ｚ
＝２）組成となるように配合後、エタノールを媒
体として48時間湿式ミリングし、次いで80℃で真
空乾燥した。ただし、混合粉末の過剰酸素量は第
３表に記載の割合になるように配合した。 得られた原料粉末を実施例１と同様にしてホツ
トプレス法により焼結した。 得られた焼結体の特性を第３表に示す。
（住友化学(株)製、AKP−30）及び窒化アルミニウ
ム（シユタルク製）を焼結後β−サイアロン（ｚ
＝２）組成となるように配合後、エタノールを媒
体として48時間湿式ミリングし、次いで80℃で真
空乾燥した。ただし、混合粉末の過剰酸素量は第
３表に記載の割合になるように配合した。 得られた原料粉末を実施例１と同様にしてホツ
トプレス法により焼結した。 得られた焼結体の特性を第３表に示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ａ） 非晶質窒化珪素粉末、 ｂ） 珪素又はアルミニウムの酸素含有化合物、
及び ｃ） 金属アルミニウム、窒化アルミニウム又は
珪素 を所望のβ−サイアロン組成になるように混合
し、混合物を窒素含有雰囲気下に1300〜1800℃の
範囲の温度に加熱して得られる、 式 Si6-zAlzOzN8-z （式中ｚは０より大きく4.2以下の数である。）で
表されるβ−サイアロンを主たる相とする原料粉
末を加熱焼結することを特徴とするβ−サイアロ
ン焼結体の製造方法。 ２ ａ） 非晶質窒化珪素粉末、 ｂ） 珪素又はアルミニウムの酸素含有化合物、
及び ｃ） 金属アルミニウム、窒化アルミニウム又は
珪素 を所望のβ−サイアロン組成になるように混合
し、混合物を窒素含有雰囲気下に1300〜1800℃の
範囲の温度に加熱して得られる、 式 Si6-zAlzOzN8-z （式中ｚは０より大きく4.2以下の数である。）で
表されるβ−サイアロンを主たる相とし、かつ、
上記式で規定される理論量の酸素に対して８重量
％以下の過剰酸素を含有する原料粉末を、加熱焼
結することを特徴とするβ−サイアロン焼結体の
製造方法。 ３ 原料粉末が、β−サイアロン粉末を酸素含有
雰囲気下に800〜1200℃の範囲の温度に加熱して
得られる粉末であることを特徴とする特許請求の
範囲第２項記載のβ−サイアロン焼結体の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61051472A JPS62212268A (ja) | 1986-03-11 | 1986-03-11 | β−サイアロン焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61051472A JPS62212268A (ja) | 1986-03-11 | 1986-03-11 | β−サイアロン焼結体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62212268A JPS62212268A (ja) | 1987-09-18 |
| JPH0324430B2 true JPH0324430B2 (ja) | 1991-04-03 |
Family
ID=12887888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61051472A Granted JPS62212268A (ja) | 1986-03-11 | 1986-03-11 | β−サイアロン焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62212268A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10399906B2 (en) | 2016-09-20 | 2019-09-03 | Ngk Insulators, Ltd. | Sialon sintered body, method for producing the same, composite substrate, and electronic device |
-
1986
- 1986-03-11 JP JP61051472A patent/JPS62212268A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62212268A (ja) | 1987-09-18 |
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