JPH0328389B2 - - Google Patents
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- JPH0328389B2 JPH0328389B2 JP57149720A JP14972082A JPH0328389B2 JP H0328389 B2 JPH0328389 B2 JP H0328389B2 JP 57149720 A JP57149720 A JP 57149720A JP 14972082 A JP14972082 A JP 14972082A JP H0328389 B2 JPH0328389 B2 JP H0328389B2
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- coating layer
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は窒化珪素系のセラミツク焼結体の製造
方法に関する。この方法は例えば複雑な形状をも
つセラミツク焼結体に適用できる。
方法に関する。この方法は例えば複雑な形状をも
つセラミツク焼結体に適用できる。
［従来の技術］
セラミツク焼結体は、近年、自動車部品、耐熱
材料、電子材料等、その用途が急速に広がりつつ
あり、それに伴い、製品の形状も複雑化の傾向に
ある。
材料、電子材料等、その用途が急速に広がりつつ
あり、それに伴い、製品の形状も複雑化の傾向に
ある。
そのため従来より、セラミツク焼結体を製造す
る方法として、適当な有機物とセラミツク材料と
の混合物を射出成形して得た成形体を用い、その
成形体中の有機物を除去する脱脂工程、脱脂した
成形体を焼結する焼結工程とを順に実施する方法
が知られている。この製造方法において脱脂工程
は、空気中又は不活性ガス雰囲気中又は真空中等
で、成形体を加熱することによつて行なわれてい
る。
る方法として、適当な有機物とセラミツク材料と
の混合物を射出成形して得た成形体を用い、その
成形体中の有機物を除去する脱脂工程、脱脂した
成形体を焼結する焼結工程とを順に実施する方法
が知られている。この製造方法において脱脂工程
は、空気中又は不活性ガス雰囲気中又は真空中等
で、成形体を加熱することによつて行なわれてい
る。
［発明が解決しようとする課題］
しかし従来の脱脂工程では、加熱時における有
機物の急激な熱分解等に起因して成形体の変形、
クラツク等の欠陥が発生しやすかつた。かかる問
題を防止するには、脱脂工程における昇温速度を
遅くしなければならず、そのため脱脂工程の実施
に長時間を要していた。また昇温速度を遅くして
も、若干の不良品の発生はまぬがれ得なかつた。
機物の急激な熱分解等に起因して成形体の変形、
クラツク等の欠陥が発生しやすかつた。かかる問
題を防止するには、脱脂工程における昇温速度を
遅くしなければならず、そのため脱脂工程の実施
に長時間を要していた。また昇温速度を遅くして
も、若干の不良品の発生はまぬがれ得なかつた。
本発明はかかる事情に鑑み案出されたものであ
り、その目的は、脱脂工程におけるセラミツク成
形体の変形、クラツクの発生等の欠陥を防止でき
るとともに脱脂時間を短縮できるセラミツク焼結
体の製造方法を提供することにある。
り、その目的は、脱脂工程におけるセラミツク成
形体の変形、クラツクの発生等の欠陥を防止でき
るとともに脱脂時間を短縮できるセラミツク焼結
体の製造方法を提供することにある。
［課題を解決するための手段］
本発明のセラミツク焼結体の製造方法は、窒化
硅素系のセラミツクと有機物との混合物を射出成
形して得た成形体を用い、 成形体の表面に、窒化ホウ素からなる内層と窒
化硅素からなる外層とからなる被覆層を積層する
被覆工程と、 被覆層をもつ成形体を加熱して成形体中の有機
物を被覆層を介して脱脂する脱脂工程と、 被覆層をもつ成形体を焼結してセラミツク焼結
体を得る焼結工程とを順に実施することを特徴と
するものである。
硅素系のセラミツクと有機物との混合物を射出成
形して得た成形体を用い、 成形体の表面に、窒化ホウ素からなる内層と窒
化硅素からなる外層とからなる被覆層を積層する
被覆工程と、 被覆層をもつ成形体を加熱して成形体中の有機
物を被覆層を介して脱脂する脱脂工程と、 被覆層をもつ成形体を焼結してセラミツク焼結
体を得る焼結工程とを順に実施することを特徴と
するものである。
本方法で用いる成形体は窒化硅素系のセラミツ
クと有機物との混合物を射出成形して得たもので
ある。積層工程で成形体に積層する被覆層は、窒
化ホウ素からなる内層と、窒化硅素からなる外層
とからなる。被覆層は適宜の厚さで積層し得る
が、その厚さは0.5〜５mm程度が望ましい。被覆
層を積層するにあたり、まず、窒化ホウ素を含む
粉末を分散した揮発性の有機溶剤を成形体に噴霧
し、乾燥し、その後、窒化硅素を含む粉末を分散
した有機溶剤を成形体に噴霧し、乾燥することに
よつて行い得る。なお有機溶剤はトルエン、ベン
ゼン、シンナー等を採用できる。
クと有機物との混合物を射出成形して得たもので
ある。積層工程で成形体に積層する被覆層は、窒
化ホウ素からなる内層と、窒化硅素からなる外層
とからなる。被覆層は適宜の厚さで積層し得る
が、その厚さは0.5〜５mm程度が望ましい。被覆
層を積層するにあたり、まず、窒化ホウ素を含む
粉末を分散した揮発性の有機溶剤を成形体に噴霧
し、乾燥し、その後、窒化硅素を含む粉末を分散
した有機溶剤を成形体に噴霧し、乾燥することに
よつて行い得る。なお有機溶剤はトルエン、ベン
ゼン、シンナー等を採用できる。
脱脂工程では、加熱されることによつて成形体
の表面へ滲み出てくる有機物は被覆層を成すセラ
ミツク粉末により吸い取られ、これにより脱脂は
促進される。したがつて、被覆層を形成するセラ
ミツク粉末の比表面積は大きい方が良く、0.5
m2／ｇ程度以上であることが望ましい。
の表面へ滲み出てくる有機物は被覆層を成すセラ
ミツク粉末により吸い取られ、これにより脱脂は
促進される。したがつて、被覆層を形成するセラ
ミツク粉末の比表面積は大きい方が良く、0.5
m2／ｇ程度以上であることが望ましい。
脱脂工程において加熱温度は有機物の種類に応
じて適宜設定できるが、通常、400℃程度以下で
ある。脱脂工程における雰囲気は、空気、不活性
ガス、あるいは真空とすることができる。
じて適宜設定できるが、通常、400℃程度以下で
ある。脱脂工程における雰囲気は、空気、不活性
ガス、あるいは真空とすることができる。
焼結工程では、脱脂工程後、被覆層を除去せず
に、被覆層を積層したままの成形体を焼結し、セ
ラミツク焼結体を得る。
に、被覆層を積層したままの成形体を焼結し、セ
ラミツク焼結体を得る。
［発明の作用、効果］
本発明にかかるセラミツク焼結体の製造方法に
おいては、脱脂工程では、成形体表面に滲み出て
来る有機物を被覆層によりすみやかに吸い取るこ
とができるため、能率的であり、脱脂工程におけ
る不良品の発生率も低い。また焼結工程では、被
覆層を除去せずに被覆層を積層したまま成形体を
焼結するため、焼結体の表面平滑度を高くするの
に有利であり、従つて焼結した焼結体の表面研磨
仕上げ処理の容易化にも有利である。更に焼結工
程では、被覆層を積層したまま成形体を焼結する
ため、積層層を除去せずともよく、能率的であ
る。
おいては、脱脂工程では、成形体表面に滲み出て
来る有機物を被覆層によりすみやかに吸い取るこ
とができるため、能率的であり、脱脂工程におけ
る不良品の発生率も低い。また焼結工程では、被
覆層を除去せずに被覆層を積層したまま成形体を
焼結するため、焼結体の表面平滑度を高くするの
に有利であり、従つて焼結した焼結体の表面研磨
仕上げ処理の容易化にも有利である。更に焼結工
程では、被覆層を積層したまま成形体を焼結する
ため、積層層を除去せずともよく、能率的であ
る。
［実施例］
以下、実施例に基づき本発明にかかるセラミツ
ク焼結体の製造方法を具体的に説明する。
ク焼結体の製造方法を具体的に説明する。
実施例において用いたセラミツク射出成形体
は、ターボチヤージヤー用ローター（以下「ロー
ター」と略す）である。このターボチヤージヤー
用ローターは、平均粒径0.8μｍの窒化硅素
（Si3N4）粉末66.5wt％に、平均粒径0.6μｍのスピ
ネル12wt％を焼結助剤として加え、これにアタ
クチツクポリプロピレンとパラフインから成る熱
可塑性樹脂21.5wt％を混合し、該混合物を180℃、
900Kg／cm2で射出成形して得たものである。
は、ターボチヤージヤー用ローター（以下「ロー
ター」と略す）である。このターボチヤージヤー
用ローターは、平均粒径0.8μｍの窒化硅素
（Si3N4）粉末66.5wt％に、平均粒径0.6μｍのスピ
ネル12wt％を焼結助剤として加え、これにアタ
クチツクポリプロピレンとパラフインから成る熱
可塑性樹脂21.5wt％を混合し、該混合物を180℃、
900Kg／cm2で射出成形して得たものである。
次に、窒化ホウ素（BN）を分散させたトルエ
ン、ベンゼン、シンナー等の有機溶剤をローター
に噴霧し、乾燥させ、次に窒化硅素（Si3N4）を
分散させたトルエン、ベンゼン、シンナー等の有
機溶剤をローターに噴霧し、乾燥させ、これによ
り内層と外層とからなる被覆層をローターの表面
に積層した。
ン、ベンゼン、シンナー等の有機溶剤をローター
に噴霧し、乾燥させ、次に窒化硅素（Si3N4）を
分散させたトルエン、ベンゼン、シンナー等の有
機溶剤をローターに噴霧し、乾燥させ、これによ
り内層と外層とからなる被覆層をローターの表面
に積層した。
次に、被覆層を積層したローターを、２℃／ｈ
の昇温速度で400℃まで加熱し、脱脂した。脱脂
工程における雰囲気は(1)空気中、(2)１〜100mmHg
の空気中、(3)100〜500mmHgの空気中、(4)窒素中
の４通りとした。脱脂は良好であり、脱脂体を調
べても目視によつてはクラツク等の異常は認めら
れなかつた。また、Ｘ線による非破壊検査でも、
(1)空気中、(3)100〜500mmHgの空気中、(4)窒素中
では、いずれも８個中６個には異常は発生せず、
(2)１〜100mmHgでは、まつたく以上はみとめられ
なかつた。
の昇温速度で400℃まで加熱し、脱脂した。脱脂
工程における雰囲気は(1)空気中、(2)１〜100mmHg
の空気中、(3)100〜500mmHgの空気中、(4)窒素中
の４通りとした。脱脂は良好であり、脱脂体を調
べても目視によつてはクラツク等の異常は認めら
れなかつた。また、Ｘ線による非破壊検査でも、
(1)空気中、(3)100〜500mmHgの空気中、(4)窒素中
では、いずれも８個中６個には異常は発生せず、
(2)１〜100mmHgでは、まつたく以上はみとめられ
なかつた。
次に脱脂工程を実施したローターについて、被
覆層を除去せずそのまま焼結した。焼結は10atm
の窒素（N2）中で４時間、1750℃にて行つた。
ここで、被覆層を形成する内層の窒化ホウ素
（BN）は、ローターの焼結温度ではローターを
形成する窒化硅素と反応あるいは焼結しない物質
である。そのため、被覆層をローターに積層した
まま、ローターをそのまま焼結できる。このよう
に本実施例では被覆層を除去せずにそのまま焼結
できるので、作業能率は向上し、しかもローター
はなんら破損しなかつた。
覆層を除去せずそのまま焼結した。焼結は10atm
の窒素（N2）中で４時間、1750℃にて行つた。
ここで、被覆層を形成する内層の窒化ホウ素
（BN）は、ローターの焼結温度ではローターを
形成する窒化硅素と反応あるいは焼結しない物質
である。そのため、被覆層をローターに積層した
まま、ローターをそのまま焼結できる。このよう
に本実施例では被覆層を除去せずにそのまま焼結
できるので、作業能率は向上し、しかもローター
はなんら破損しなかつた。
しかも本実施例では、焼結したローターの表面
は平滑であり、表面研磨仕上げも容易であつた。
焼結したローターの表面が平滑である理由は、熱
分解は成形体の表面側から起こるものであり、従
つて、焼結温度域においてローターの表面部分の
窒化硅素が硅素成分と窒素成分とに熱分解するの
に先立ち、被覆層の外層を構成する窒化硅素が先
に熱分解し、結果として、ローターの表面部分の
窒化硅素が熱分解する前に、焼結雰囲気における
窒化硅素成分の蒸気圧が平衡に達し、これにより
ローターの表面部分の窒化硅素の熱分解が抑えら
れるためであると推察される。
は平滑であり、表面研磨仕上げも容易であつた。
焼結したローターの表面が平滑である理由は、熱
分解は成形体の表面側から起こるものであり、従
つて、焼結温度域においてローターの表面部分の
窒化硅素が硅素成分と窒素成分とに熱分解するの
に先立ち、被覆層の外層を構成する窒化硅素が先
に熱分解し、結果として、ローターの表面部分の
窒化硅素が熱分解する前に、焼結雰囲気における
窒化硅素成分の蒸気圧が平衡に達し、これにより
ローターの表面部分の窒化硅素の熱分解が抑えら
れるためであると推察される。
［比較例］
比較例 １
比較例１として、ローターに被覆層を形成せず
いわば裸の状態とした点以外は、実施例と同様な
条件で脱脂工程を実施した。
いわば裸の状態とした点以外は、実施例と同様な
条件で脱脂工程を実施した。
脱脂工程を実施したローターについて目視によ
つて異常の有無を調べたところ、(1)空気中、(3)
100〜500mmHgの空気中の雰囲気では、すべての
ローターにクラツクの発生が認められた。また、
(2)１〜100mmHgの空気中でも、８個中６個のロー
ターにクラツクの発生が認められた。
つて異常の有無を調べたところ、(1)空気中、(3)
100〜500mmHgの空気中の雰囲気では、すべての
ローターにクラツクの発生が認められた。また、
(2)１〜100mmHgの空気中でも、８個中６個のロー
ターにクラツクの発生が認められた。
比較例 ２
比較例２として、ローターを脱脂した後に被覆
層を除去し、窒化ホウ素（BN）と窒化硅素
（Si3N4）とを混合した混合粉末中へローターを
埋没して焼結した点以外は、実施例と同様な条件
で脱脂工程、焼結工程を実施した。
層を除去し、窒化ホウ素（BN）と窒化硅素
（Si3N4）とを混合した混合粉末中へローターを
埋没して焼結した点以外は、実施例と同様な条件
で脱脂工程、焼結工程を実施した。
比較例２では、複雑な形状のローターを混合粉
末中へ埋没するので、ローターが破損せぬように
埋没する作業に大層手間どり、しかも破損はまぬ
がれなかつた。しかも焼結したロータの表面の平
滑度は実施例に比較して劣つていた。平滑度が劣
る理由は、混合粉末では窒化ホウ素（BN）と窒
化硅素（Si3N4）とが分散しており、そのため混
合粉末中の窒化硅素の粉末がローターの表面に接
触し、焼結工程において混合粉末中の窒化硅素の
粉末がローターに接合してしまうためであると推
察される。
末中へ埋没するので、ローターが破損せぬように
埋没する作業に大層手間どり、しかも破損はまぬ
がれなかつた。しかも焼結したロータの表面の平
滑度は実施例に比較して劣つていた。平滑度が劣
る理由は、混合粉末では窒化ホウ素（BN）と窒
化硅素（Si3N4）とが分散しており、そのため混
合粉末中の窒化硅素の粉末がローターの表面に接
触し、焼結工程において混合粉末中の窒化硅素の
粉末がローターに接合してしまうためであると推
察される。
比較例 ３
比較例３として、窒化ホウ素からなる被覆層を
１層のみローターに積層した点以外は、実施例と
同様な条件で脱脂工程、焼結工程を実施した。こ
の場合には焼結したローターの表面平滑度、研磨
仕上げの効率は実施例に比較して劣つていた。そ
の理由は、焼結温度域においてローターの表面部
分の窒化硅素が硅素成分と窒素成分とに熱分解
し、ローターの表面肌が荒れたものと推察され
る。
１層のみローターに積層した点以外は、実施例と
同様な条件で脱脂工程、焼結工程を実施した。こ
の場合には焼結したローターの表面平滑度、研磨
仕上げの効率は実施例に比較して劣つていた。そ
の理由は、焼結温度域においてローターの表面部
分の窒化硅素が硅素成分と窒素成分とに熱分解
し、ローターの表面肌が荒れたものと推察され
る。
（評価）
以上の説明からも明らかなように、本実施例の
製造方法によると、脱脂工程では、ローター表面
に滲み出て来る有機物を被覆層によりすみやかに
吸い取ることができるため、能率的であり、脱脂
工程における不良品の発生率も低い。また焼結工
程では、被覆層を除去せずに被覆層を積層したま
まローターを焼結するため、積層層を除去せずと
もよく、能率的である。
製造方法によると、脱脂工程では、ローター表面
に滲み出て来る有機物を被覆層によりすみやかに
吸い取ることができるため、能率的であり、脱脂
工程における不良品の発生率も低い。また焼結工
程では、被覆層を除去せずに被覆層を積層したま
まローターを焼結するため、積層層を除去せずと
もよく、能率的である。
更に本実施例の製造方法によると、被覆層を積
層したままローターを焼結するため、焼結したロ
ーターの平滑度を高くするのに有利であり、従つ
て焼結したローターの表面研磨仕上げ処理の容易
化にも有利である。
層したままローターを焼結するため、焼結したロ
ーターの平滑度を高くするのに有利であり、従つ
て焼結したローターの表面研磨仕上げ処理の容易
化にも有利である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 窒化硅素系のセラミツクと有機物との混合物
を射出成形して得た成形体を用い、 該成形体の表面に、窒化ホウ素からなる内層と
窒化硅素からなる外層とからなる被覆層を積層す
る積層工程と、 該被覆層をもつ該成形体を加熱して該成形体中
の有機物を該被覆層を介して脱脂する脱脂工程
と、 該被覆層をもつ該成形体を焼結してセラミツク
焼結体を得る焼結工程とを順に実施することを特
徴とするセラミツク焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57149720A JPS5939774A (ja) | 1982-08-27 | 1982-08-27 | セラミック焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57149720A JPS5939774A (ja) | 1982-08-27 | 1982-08-27 | セラミック焼結体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5939774A JPS5939774A (ja) | 1984-03-05 |
| JPH0328389B2 true JPH0328389B2 (ja) | 1991-04-18 |
Family
ID=15481340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57149720A Granted JPS5939774A (ja) | 1982-08-27 | 1982-08-27 | セラミック焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5939774A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61168572A (ja) * | 1985-01-23 | 1986-07-30 | トヨタ自動車株式会社 | セラミックス焼結体の製造方法 |
| CA1273184A (en) * | 1985-03-26 | 1990-08-28 | Kenneth W. French | Method for fabricating of large cross section injection molded ceramic shapes |
| JPH0776131B2 (ja) * | 1987-09-29 | 1995-08-16 | 日本碍子株式会社 | 窒化珪素焼結部材 |
| JPH03174373A (ja) * | 1989-11-30 | 1991-07-29 | Tokai Carbon Co Ltd | ウイスカープリフォームの製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3351688A (en) * | 1964-09-18 | 1967-11-07 | Lexington Lab Inc | Process of casting refractory materials |
| JPS57100973A (en) * | 1980-12-10 | 1982-06-23 | Ngk Spark Plug Co | Method of degreasing ceramic base |
-
1982
- 1982-08-27 JP JP57149720A patent/JPS5939774A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3351688A (en) * | 1964-09-18 | 1967-11-07 | Lexington Lab Inc | Process of casting refractory materials |
| JPS57100973A (en) * | 1980-12-10 | 1982-06-23 | Ngk Spark Plug Co | Method of degreasing ceramic base |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5939774A (ja) | 1984-03-05 |
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