JPH0474300B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0474300B2 JPH0474300B2 JP60291697A JP29169785A JPH0474300B2 JP H0474300 B2 JPH0474300 B2 JP H0474300B2 JP 60291697 A JP60291697 A JP 60291697A JP 29169785 A JP29169785 A JP 29169785A JP H0474300 B2 JPH0474300 B2 JP H0474300B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sintered body
- silicon nitride
- oxidation resistance
- based sintered
- average particle
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Description
＜産業上の利用分野＞
本発明は窒化ケイ素系焼結体、更に詳しく言え
ば窒化ケイ素、サイアロン及び窒化ケイ素又はサ
イアロン炭化ケイ素を複合化した焼結体を加圧窒
素雰囲気下で熱処理することによつて焼結体の酸
化に対する抵抗を増加させることを特徴とする新
規な窒化ケイ素系焼結体の耐酸化性強化方法に関
するものである。 ＜従来の技術＞ 窒化ケイ素は難焼結性の素材であるため、単独
では焼結し難く、窒化ケイ素系セラミツクスの焼
結には焼結助剤の添加が不可避である。これらの
助剤は焼結時に液相を生成し、窒化ケイ素の焼結
を促進するが、冷却の段階で粒界付近に残留す
る。窒化ケイ素系セラミツクスが高温に於いて充
分な耐酸化性を示してないのはこの残留粒界相の
存在が大きく影響している。 窒化ケイ素の耐酸化性を向上させるためにスカ
ンジアを添加する方法、あるいは焼結体の表面に
耐酸化性の高い物質、例えばSiC等の被膜をコー
テイングする方法等がある。 しかしながら添加物を加える方法は焼結体の耐
酸化性は若干改善されるもの、その効果は充分で
はなく、また強度の面でも問題がある。 さらに被覆をコーテイングする方法は膜の厚さ
を厚くすることや大型形状及び異形品のコーテイ
ング処理が著しく困難である。 ＜発明が解決しようとする問題点＞ 本発明は以上のような従来法の欠点を解消し、
簡単な方法で窒化ケイ素系焼結体の耐酸化性を改
善する新規な焼結体の耐酸化性強化方法を提供せ
んとするものである。 ＜問題点を解決するための手段＞ 本発明者等は、この問題に関し鋭意研究を行な
つた結果次のような方法で窒化ケイ素系焼結体の
耐酸化性の向上が可能であることを見出した。即
ち、窒化ケイ素、サイアロン及びこれらに炭化ケ
イ素を１〜95重量％含む焼結体を１気圧以上の加
圧雰囲気中で加熱処理をすることによつて該焼結
体の耐酸化性強化を達成せんとするものである。 本発明における耐酸化性強化方法は、窒化ケイ
素系焼結体を窒素圧力１気圧以上の雰囲気下で、
焼結温度より高い1900〜2300℃の温度で加熱処理
するものである。熱処理時間は焼結体の種類、処
理時の窒素圧力及び温度によつて適切な値が変化
するが、30分間〜20時間が好ましい。本発明に於
げる窒化ケイ素系焼結体とは窒化ケイ素にアルミ
ナ等の酸化物、又は窒化物、炭化物及び硼化物を
それぞれ単独あるいは複合添加した成分を有する
焼結体であり、この中にはサイアロンあるいは窒
化ケイ素及びサイアロンにSiCを１〜95重量％含
む焼結体が含まれる。 ＜作用＞ 窒化ケイ素系焼結体を雰囲気加圧炉を用いて熱
処理した焼結体の耐酸化性の向上が原因は明らか
ではないが次のような機構によるものと考えられ
る。 即ち焼結温度より高い温度での熱処理時に粒界
付近に存在する相が液相となりその液相中に含ま
れる不純物が表面近傍へ移動し徐々に蒸発し液相
の成分が変化するため、耐酸化性が優れた状態に
変化していく。さらにこの熱処理によつて助剤以
外の焼結体中に第２相が消失することによる耐酸
化性の向上があると考えられる。また窒化ケイ素
系焼結体の結晶粒子の柱状化が進み、アスペクト
比の高い微構造へと変化し、焼結体の強度特性に
好ましい影響を与える。 ＜実施例＞ 以下本発明の実施例を比較例と併せて説明す
る。 実施例 １ 平均粒径0.6μｍの窒化ケイ素粉末に平均粒径
0.8μｍの酸化アルミニウムおよび平均粒径4μｍの
酸化イツトリウム粉末をそれぞれ93.0、2.0、5.0
重量％の割合で混合した粉末と、この粉末に平均
粒径0.3μｍの炭化ケイ素を混合した粉末を1850
℃、60分間、300Kg／cm2の圧力下で加圧焼結し、
焼結体を得た。得られた焼結体を窒素加圧下、第
１表に示した条件で雰囲気加圧処理を行なつた。
この焼結体を1300℃の温度で100時間酸化し、焼
結体の酸化重量変化を測定し、結果を第１表に示
す。
ば窒化ケイ素、サイアロン及び窒化ケイ素又はサ
イアロン炭化ケイ素を複合化した焼結体を加圧窒
素雰囲気下で熱処理することによつて焼結体の酸
化に対する抵抗を増加させることを特徴とする新
規な窒化ケイ素系焼結体の耐酸化性強化方法に関
するものである。 ＜従来の技術＞ 窒化ケイ素は難焼結性の素材であるため、単独
では焼結し難く、窒化ケイ素系セラミツクスの焼
結には焼結助剤の添加が不可避である。これらの
助剤は焼結時に液相を生成し、窒化ケイ素の焼結
を促進するが、冷却の段階で粒界付近に残留す
る。窒化ケイ素系セラミツクスが高温に於いて充
分な耐酸化性を示してないのはこの残留粒界相の
存在が大きく影響している。 窒化ケイ素の耐酸化性を向上させるためにスカ
ンジアを添加する方法、あるいは焼結体の表面に
耐酸化性の高い物質、例えばSiC等の被膜をコー
テイングする方法等がある。 しかしながら添加物を加える方法は焼結体の耐
酸化性は若干改善されるもの、その効果は充分で
はなく、また強度の面でも問題がある。 さらに被覆をコーテイングする方法は膜の厚さ
を厚くすることや大型形状及び異形品のコーテイ
ング処理が著しく困難である。 ＜発明が解決しようとする問題点＞ 本発明は以上のような従来法の欠点を解消し、
簡単な方法で窒化ケイ素系焼結体の耐酸化性を改
善する新規な焼結体の耐酸化性強化方法を提供せ
んとするものである。 ＜問題点を解決するための手段＞ 本発明者等は、この問題に関し鋭意研究を行な
つた結果次のような方法で窒化ケイ素系焼結体の
耐酸化性の向上が可能であることを見出した。即
ち、窒化ケイ素、サイアロン及びこれらに炭化ケ
イ素を１〜95重量％含む焼結体を１気圧以上の加
圧雰囲気中で加熱処理をすることによつて該焼結
体の耐酸化性強化を達成せんとするものである。 本発明における耐酸化性強化方法は、窒化ケイ
素系焼結体を窒素圧力１気圧以上の雰囲気下で、
焼結温度より高い1900〜2300℃の温度で加熱処理
するものである。熱処理時間は焼結体の種類、処
理時の窒素圧力及び温度によつて適切な値が変化
するが、30分間〜20時間が好ましい。本発明に於
げる窒化ケイ素系焼結体とは窒化ケイ素にアルミ
ナ等の酸化物、又は窒化物、炭化物及び硼化物を
それぞれ単独あるいは複合添加した成分を有する
焼結体であり、この中にはサイアロンあるいは窒
化ケイ素及びサイアロンにSiCを１〜95重量％含
む焼結体が含まれる。 ＜作用＞ 窒化ケイ素系焼結体を雰囲気加圧炉を用いて熱
処理した焼結体の耐酸化性の向上が原因は明らか
ではないが次のような機構によるものと考えられ
る。 即ち焼結温度より高い温度での熱処理時に粒界
付近に存在する相が液相となりその液相中に含ま
れる不純物が表面近傍へ移動し徐々に蒸発し液相
の成分が変化するため、耐酸化性が優れた状態に
変化していく。さらにこの熱処理によつて助剤以
外の焼結体中に第２相が消失することによる耐酸
化性の向上があると考えられる。また窒化ケイ素
系焼結体の結晶粒子の柱状化が進み、アスペクト
比の高い微構造へと変化し、焼結体の強度特性に
好ましい影響を与える。 ＜実施例＞ 以下本発明の実施例を比較例と併せて説明す
る。 実施例 １ 平均粒径0.6μｍの窒化ケイ素粉末に平均粒径
0.8μｍの酸化アルミニウムおよび平均粒径4μｍの
酸化イツトリウム粉末をそれぞれ93.0、2.0、5.0
重量％の割合で混合した粉末と、この粉末に平均
粒径0.3μｍの炭化ケイ素を混合した粉末を1850
℃、60分間、300Kg／cm2の圧力下で加圧焼結し、
焼結体を得た。得られた焼結体を窒素加圧下、第
１表に示した条件で雰囲気加圧処理を行なつた。
この焼結体を1300℃の温度で100時間酸化し、焼
結体の酸化重量変化を測定し、結果を第１表に示
す。
【表】
【表】
実施例 ２
平均粒径0.6μｍの窒化ケイ素粉末に平均粒径
0.8μｍの酸化アルミニウム及び平均粒径3.0μｍの
窒化アルミニウム粉末をそれぞれ82.6、15.2、2.2
重量％の割合で混合した粉末と、この粉末に平均
粒径0.3μｍの炭化ケイ素を下記第２表に示す量混
合した粉末を1850℃、60分間、300Kg／cm2の圧力
で加圧焼結し、焼結体を得た。得られた焼結体を
窒素圧力下、第２表に示した熱処理条件で雰囲気
加圧処理を行なつた。この焼結体を1300℃の温度
で100時間酸化し、焼結体の酸化重量変化を測定
し、結果を第２表に示す。
0.8μｍの酸化アルミニウム及び平均粒径3.0μｍの
窒化アルミニウム粉末をそれぞれ82.6、15.2、2.2
重量％の割合で混合した粉末と、この粉末に平均
粒径0.3μｍの炭化ケイ素を下記第２表に示す量混
合した粉末を1850℃、60分間、300Kg／cm2の圧力
で加圧焼結し、焼結体を得た。得られた焼結体を
窒素圧力下、第２表に示した熱処理条件で雰囲気
加圧処理を行なつた。この焼結体を1300℃の温度
で100時間酸化し、焼結体の酸化重量変化を測定
し、結果を第２表に示す。
【表】
【表】
＜発明の効果＞
本発明による効果は次のようなものである。
(1) 窒化ケイ素系焼結体の高温における耐酸化性
が増加する。 (2) 焼結体の強度の低下が認められず、強度のバ
ラつきが減少する。 (3) 焼結体の表面欠陥が鈍化し、強度が増加す
る。
が増加する。 (2) 焼結体の強度の低下が認められず、強度のバ
ラつきが減少する。 (3) 焼結体の表面欠陥が鈍化し、強度が増加す
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 窒化ケイ素系焼結体を、窒素の加圧雰囲気下
に於いて、窒化ケイ素系焼結体の焼結温度より高
い1900〜2300℃の温度で加熱処理を行うことを特
徴とする窒化ケイ素系焼結体の耐酸化性強化方
法。 ２ 窒化ケイ素系焼結体中に、炭化ケイ素を１〜
95重量％含有することを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の窒化ケイ素系焼結体の耐酸化性強
化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60291697A JPS62148373A (ja) | 1985-12-23 | 1985-12-23 | 窒化ケイ素系焼結体の熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60291697A JPS62148373A (ja) | 1985-12-23 | 1985-12-23 | 窒化ケイ素系焼結体の熱処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62148373A JPS62148373A (ja) | 1987-07-02 |
| JPH0474300B2 true JPH0474300B2 (ja) | 1992-11-25 |
Family
ID=17772228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60291697A Granted JPS62148373A (ja) | 1985-12-23 | 1985-12-23 | 窒化ケイ素系焼結体の熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62148373A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59111981A (ja) * | 1982-12-17 | 1984-06-28 | 科学技術庁無機材質研究所長 | 窒化けい素を含む緻密な焼結体の製造法 |
| JPS59111980A (ja) * | 1982-12-17 | 1984-06-28 | 科学技術庁無機材質研究所長 | 酸化けい素成分を含む窒化けい素系焼結体の改質法 |
| JPS60151290A (ja) * | 1984-01-19 | 1985-08-09 | トヨタ自動車株式会社 | 非酸化物系セラミツク構造体の表面処理方法 |
-
1985
- 1985-12-23 JP JP60291697A patent/JPS62148373A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59111981A (ja) * | 1982-12-17 | 1984-06-28 | 科学技術庁無機材質研究所長 | 窒化けい素を含む緻密な焼結体の製造法 |
| JPS59111980A (ja) * | 1982-12-17 | 1984-06-28 | 科学技術庁無機材質研究所長 | 酸化けい素成分を含む窒化けい素系焼結体の改質法 |
| JPS60151290A (ja) * | 1984-01-19 | 1985-08-09 | トヨタ自動車株式会社 | 非酸化物系セラミツク構造体の表面処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62148373A (ja) | 1987-07-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |