JPH0337176A - 反応焼結窒化珪素焼結体及びその製造方法 - Google Patents
反応焼結窒化珪素焼結体及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH0337176A JPH0337176A JP16705589A JP16705589A JPH0337176A JP H0337176 A JPH0337176 A JP H0337176A JP 16705589 A JP16705589 A JP 16705589A JP 16705589 A JP16705589 A JP 16705589A JP H0337176 A JPH0337176 A JP H0337176A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sintered
- silicon nitride
- metal
- sintered product
- sintered body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 title 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000011856 silicon-based particle Substances 0.000 claims abstract description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 5
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 abstract description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 abstract description 4
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 abstract description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 abstract description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 abstract description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 abstract 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 and sintering aid Substances 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000013001 point bending Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- 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）
本発明は反応焼結窒化珪素焼結体及びその製造方法に関
するものである。
するものである。
（従来の技術及びその問題点）
常圧焼結の窒化珪素は収縮量が大きく、寸法精度が悪く
なり、高精度の製品や複雑な形状、構造の製品には適し
ない。
なり、高精度の製品や複雑な形状、構造の製品には適し
ない。
金属ケイ素を窒素雰囲気下で反応焼結させ、多孔質の反
応焼結窒化珪素焼結体を得る技術が知られている（特開
昭５０−８０３０４号公報）。これによれば複雑な形状
のものや大型の製品を作製できる。しかし、多孔質であ
るため、充分な構造強度が得られないという欠点がある
。
応焼結窒化珪素焼結体を得る技術が知られている（特開
昭５０−８０３０４号公報）。これによれば複雑な形状
のものや大型の製品を作製できる。しかし、多孔質であ
るため、充分な構造強度が得られないという欠点がある
。
このため、反応焼結法により得られた多孔質焼結体の開
気孔中に、焼結助剤の含まれた液体を含浸させ、再度焼
成を行い、緻密化させる方法がある。また、金属珪素と
焼結助剤を混合して成形体とし、−回目の焼成で珪素を
窒化珪素へと反応焼結させ、二回目に更に高温で焼成を
行い、窒化珪素を焼結助剤で焼結させ、緻密化させる方
法がある。
気孔中に、焼結助剤の含まれた液体を含浸させ、再度焼
成を行い、緻密化させる方法がある。また、金属珪素と
焼結助剤を混合して成形体とし、−回目の焼成で珪素を
窒化珪素へと反応焼結させ、二回目に更に高温で焼成を
行い、窒化珪素を焼結助剤で焼結させ、緻密化させる方
法がある。
しかし、これらの方法では、再焼成中に収縮を起こし、
焼成歪みを生じたり、粒界層を形成して高温強度が低下
する。
焼成歪みを生じたり、粒界層を形成して高温強度が低下
する。
（発明が解決しようとする課題）
本発明の課題は、緻密、高強度で、高靭性を有し、収縮
、焼成歪み等を生じない反応焼結窒化珪素焼結体及びそ
の製造方法を提供することである。
、焼成歪み等を生じない反応焼結窒化珪素焼結体及びそ
の製造方法を提供することである。
（課題を解決するための手段〉
本発明は多孔質反応焼結窒化珪素焼結体の開気孔中に金
属アルミニウムが含浸され、この金属アルミニウムが前
記開気孔の全容積の５０容量％以上を占めている、反応
焼結窒化珪素焼結体に係るものである。
属アルミニウムが含浸され、この金属アルミニウムが前
記開気孔の全容積の５０容量％以上を占めている、反応
焼結窒化珪素焼結体に係るものである。
また、本発明は、少なくとも金属珪素粒子を含有する被
成形物を成形して所定形状の成形体とする工程と； この成形体を窒素雰囲気下で焼成して多孔質反応焼結窒
化珪素焼結体を製造する工程と；この多孔質反応焼結窒
化珪素焼結体の開気孔の全容積の５０容量％以上を金属
アルミニウムが占めるよう、前記開気孔中に金属アルミ
ニウムを含浸させる工程とを有する反応焼結窒化珪素焼
結体の製造方法に係るものである。
成形物を成形して所定形状の成形体とする工程と； この成形体を窒素雰囲気下で焼成して多孔質反応焼結窒
化珪素焼結体を製造する工程と；この多孔質反応焼結窒
化珪素焼結体の開気孔の全容積の５０容量％以上を金属
アルミニウムが占めるよう、前記開気孔中に金属アルミ
ニウムを含浸させる工程とを有する反応焼結窒化珪素焼
結体の製造方法に係るものである。
上記において、開気孔の全容積の５０容量％以上（好ま
しくは５０〜９５容量％〉を金属アルミニウムが占めて
いる。含浸によりこれを９５容量％より大きくするのは
実際上能しい。
しくは５０〜９５容量％〉を金属アルミニウムが占めて
いる。含浸によりこれを９５容量％より大きくするのは
実際上能しい。
多孔質反応焼結窒化珪素焼結体を製造する際は、金属珪
素を窒素雰囲気中でほとんど収縮させることなく反応焼
結させる（収縮率は１％以下とするのが好ましい。）。
素を窒素雰囲気中でほとんど収縮させることなく反応焼
結させる（収縮率は１％以下とするのが好ましい。）。
次いで、多孔質反応焼結窒化珪素焼結体の開気孔中に、
アルミニウムを含浸させる。これには、加熱溶融した金
属アルミニウム中に多孔質反応焼結窒化珪素焼結体を浸
漬させる。この際、雰囲気を加圧し、大気圧から５ｋｇ
／ｃｉとするのが好ましく、これにより金属アルミニウ
ム含浸速度が速くなり、含浸量も多くなる。また、いわ
ゆる真空法をとってもよく、この場合は圧力は低い方が
好ましいが、実用上は１ト一ル前後の雰囲気圧とするの
が好ましい。
アルミニウムを含浸させる。これには、加熱溶融した金
属アルミニウム中に多孔質反応焼結窒化珪素焼結体を浸
漬させる。この際、雰囲気を加圧し、大気圧から５ｋｇ
／ｃｉとするのが好ましく、これにより金属アルミニウ
ム含浸速度が速くなり、含浸量も多くなる。また、いわ
ゆる真空法をとってもよく、この場合は圧力は低い方が
好ましいが、実用上は１ト一ル前後の雰囲気圧とするの
が好ましい。
多孔質反応焼結窒化珪素焼結体の金属アルミニウム含浸
前の開気孔率は、１０〜２０％とするのが好ましい。開
気孔率が１０％未満だとアルミニウム含浸による高強度
化の効果が薄＜、２０％を超えると、焼結体自体の強度
が小さく、含浸によりマイクロクラックが発生し、構造
強度が低下する。
前の開気孔率は、１０〜２０％とするのが好ましい。開
気孔率が１０％未満だとアルミニウム含浸による高強度
化の効果が薄＜、２０％を超えると、焼結体自体の強度
が小さく、含浸によりマイクロクラックが発生し、構造
強度が低下する。
多孔質反応焼結窒化珪素焼結体自体の製造方法は、特開
昭５０−８０３０４号公報等に記載されている。例えば
、適当な粒度分布を有する金属珪素粒子と、エタノール
アミン等の溶媒と、金属珪素粒子を溶媒中に化学的に懸
濁するための少量の薬剤とを混合し、ｐＨを調整して所
望粘度に調整し、この混合物をスリップ鋳込みして戒ル
し、この成形体を窒素雰囲気中で焼成する。
昭５０−８０３０４号公報等に記載されている。例えば
、適当な粒度分布を有する金属珪素粒子と、エタノール
アミン等の溶媒と、金属珪素粒子を溶媒中に化学的に懸
濁するための少量の薬剤とを混合し、ｐＨを調整して所
望粘度に調整し、この混合物をスリップ鋳込みして戒ル
し、この成形体を窒素雰囲気中で焼成する。
（作 用〉
本発明に係わる反応焼結窒化珪素焼結体によれば、開気
孔中に金属アルミニウムが含浸され、開気孔の全容積の
５０容量％以上を占めているので、焼結体の強度が大き
く、かつ靭性が予想外に大きく向上した。また、再焼成
を行う従来技術とは異なり、収縮や焼成歪みを生じない
。
孔中に金属アルミニウムが含浸され、開気孔の全容積の
５０容量％以上を占めているので、焼結体の強度が大き
く、かつ靭性が予想外に大きく向上した。また、再焼成
を行う従来技術とは異なり、収縮や焼成歪みを生じない
。
しかも、金属アルミニウムを開気孔中に含浸させる際、
金属アルミニウムを溶融させても、蒸発が少ない。この
ため、酸化雰囲気下で金属アルミニウムを溶融させても
、アルミニウムの蒸発酸化が生じないので、特別の窒素
、アルゴン雰囲気炉を必要とせず、金属アルミニウムが
蒸発により無駄になることもない。
金属アルミニウムを溶融させても、蒸発が少ない。この
ため、酸化雰囲気下で金属アルミニウムを溶融させても
、アルミニウムの蒸発酸化が生じないので、特別の窒素
、アルゴン雰囲気炉を必要とせず、金属アルミニウムが
蒸発により無駄になることもない。
（実施例）
下記表に示す平均粒径の金属珪素１００重量部に、解こ
う剤、結合剤、焼結助剤としてのＦｅ２０３２．０重量
部と、溶媒としての水とを加え、ボールミルで４８時間
混合調合し、スラリー状とする。このスラリーを鋳込み
成形し、窒素雰囲気下、１４００℃の温度で反応焼結さ
せ、多孔質反応焼結窒化珪素を得た。
う剤、結合剤、焼結助剤としてのＦｅ２０３２．０重量
部と、溶媒としての水とを加え、ボールミルで４８時間
混合調合し、スラリー状とする。このスラリーを鋳込み
成形し、窒素雰囲気下、１４００℃の温度で反応焼結さ
せ、多孔質反応焼結窒化珪素を得た。
金属珪素粒子の平均粒径を調整することで、表に示す各
気孔率を有する多孔質反応焼結窒化珪素とした。
気孔率を有する多孔質反応焼結窒化珪素とした。
次いで、金属アルミニウムを８００℃に加熱して溶融し
、表に示す所定圧力下で多孔質反応焼結窒化珪素を溶融
金属アルミニウム中へと浸漬し、開気孔中に金属アルミ
ニウムを含浸させた。
、表に示す所定圧力下で多孔質反応焼結窒化珪素を溶融
金属アルミニウム中へと浸漬し、開気孔中に金属アルミ
ニウムを含浸させた。
こうして製造した各反応焼結窒化珪素焼結体につき、強
度とＫＩＣとを測定した。
度とＫＩＣとを測定した。
強度：ＪＩＳ ４点曲げ（ｋｇｆ／ｍｍ２）破壊靭性（
ｋ Ｉｃ） ’ （ＭＮ ／ ｍ ”）測定結果を表
に示す。
ｋ Ｉｃ） ’ （ＭＮ ／ ｍ ”）測定結果を表
に示す。
以上の結果から、金属アルミニウムを含浸させること、
含浸量を開気孔の全容積の５０容量％以上とすることが
重要であることが解る。
含浸量を開気孔の全容積の５０容量％以上とすることが
重要であることが解る。
特
許
出
願
人
日
本
碍
子
株
式
％式％
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、多孔質反応焼結窒化珪素焼結体の開気孔中に金属ア
ルミニウムが含浸され、この金属アルミニウムが前記開
気孔の全容積の５０容量％以上を占めている、反応焼結
窒化珪素焼結体。 ２、少なくとも金属珪素粒子を含有する被成形物を成形
して所定形状の成形体とする工程と；この成形体を窒素
雰囲気下で焼成して多孔 質反応焼結窒化珪素焼結体を製造する工程と；この多孔
質反応焼結窒化珪素焼結体の開気 孔の全容積の５０容量％以上を金属アルミニウムが占め
るよう、前記開気孔中に金属アルミニウムを含浸させる
工程とを有する反応焼結窒化珪素焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16705589A JPH0337176A (ja) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | 反応焼結窒化珪素焼結体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16705589A JPH0337176A (ja) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | 反応焼結窒化珪素焼結体及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0337176A true JPH0337176A (ja) | 1991-02-18 |
Family
ID=15842564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16705589A Pending JPH0337176A (ja) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | 反応焼結窒化珪素焼結体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0337176A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1267377A1 (en) * | 1997-07-09 | 2002-12-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for manufacturing an impregnated cathode |
| JP2016210675A (ja) * | 2015-05-13 | 2016-12-15 | ザ・スウォッチ・グループ・リサーチ・アンド・ディベロップメント・リミテッド | 計時器又は宝飾物の複合材部品を製造する方法及びこの方法によって製造された複合材部品 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49107308A (ja) * | 1973-02-13 | 1974-10-11 | ||
| JPS59217675A (ja) * | 1983-05-25 | 1984-12-07 | 大同特殊鋼株式会社 | 窒化珪素反応焼結体複合材料とその製造方法 |
-
1989
- 1989-06-30 JP JP16705589A patent/JPH0337176A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49107308A (ja) * | 1973-02-13 | 1974-10-11 | ||
| JPS59217675A (ja) * | 1983-05-25 | 1984-12-07 | 大同特殊鋼株式会社 | 窒化珪素反応焼結体複合材料とその製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1267377A1 (en) * | 1997-07-09 | 2002-12-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for manufacturing an impregnated cathode |
| JP2016210675A (ja) * | 2015-05-13 | 2016-12-15 | ザ・スウォッチ・グループ・リサーチ・アンド・ディベロップメント・リミテッド | 計時器又は宝飾物の複合材部品を製造する方法及びこの方法によって製造された複合材部品 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH07187845A (ja) | セラミックス多孔体及びその製造方法 | |
| JPS5860677A (ja) | 高靭性窒化珪素焼結体の製造法 | |
| Xie et al. | Formation of silicon nitride bonded silicon carbide by aqueous gelcasting | |
| JP2002003276A (ja) | 炭化ケイ素−窒化ホウ素複合材料の反応合成 | |
| JPH0337176A (ja) | 反応焼結窒化珪素焼結体及びその製造方法 | |
| WO2015025951A1 (ja) | 多孔質セラミックス及びその製造方法 | |
| JPS6212663A (ja) | Ｂ４ｃ質複合体およびその製造方法 | |
| JPS63270360A (ja) | 高密度酸窒化ケイ素焼結体とその製造法 | |
| JP3570676B2 (ja) | セラミックス多孔体及びその製造方法 | |
| JP3036207B2 (ja) | 窒化ケイ素焼結体の製造方法 | |
| JP2508511B2 (ja) | アルミナ複合体 | |
| JPH0753256A (ja) | アルミナ質複合焼結体及びその製造方法 | |
| JPH01246178A (ja) | 溶鋼用耐火物の製造方法 | |
| US5173459A (en) | Si3 N4 -A12 O3 composite sintered bodies and method of producing the same | |
| JPS60131862A (ja) | 高強度炭化けい素基焼結体 | |
| JP2631109B2 (ja) | 窒化珪素質複合焼結体の製造方法 | |
| JPS6126566A (ja) | ＳｉＣ質複合体の焼結方法 | |
| JPS60186473A (ja) | 窒化珪素焼結体の製造方法 | |
| KR900008984B1 (ko) | 탄화규소질 요업체의 제조방법 | |
| JPS62148370A (ja) | 高耐酸化性窒化ケイ素系セラミツクスの製造方法 | |
| EP0317147B1 (en) | Si3n4-al2o3 composite sintered bodies and method of producing the same | |
| JP3567001B2 (ja) | 炭化珪素と窒化珪素の複合焼結体の製造方法 | |
| JPH0651591B2 (ja) | ＳｉＣ質焼結体の製造方法 | |
| JPH0426552A (ja) | 複合セラミックス製品およびその製造方法 | |
| JPS6240318B2 (ja) |