JPH0475190B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0475190B2 JPH0475190B2 JP59048092A JP4809284A JPH0475190B2 JP H0475190 B2 JPH0475190 B2 JP H0475190B2 JP 59048092 A JP59048092 A JP 59048092A JP 4809284 A JP4809284 A JP 4809284A JP H0475190 B2 JPH0475190 B2 JP H0475190B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum nitride
- sintered body
- weight
- powder
- composite sintered
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 80
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 51
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 50
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 claims description 34
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 25
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 claims description 20
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 65
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 28
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 description 23
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 19
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 17
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 16
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 15
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 15
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 15
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 14
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 14
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 13
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 13
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 12
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 8
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- -1 aliphatic alcohols Chemical class 0.000 description 6
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 5
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 5
- 238000001272 pressureless sintering Methods 0.000 description 5
- ZHJGWYRLJUCMRT-UHFFFAOYSA-N 5-[6-[(4-methylpiperazin-1-yl)methyl]benzimidazol-1-yl]-3-[1-[2-(trifluoromethyl)phenyl]ethoxy]thiophene-2-carboxamide Chemical compound C=1C=CC=C(C(F)(F)F)C=1C(C)OC(=C(S1)C(N)=O)C=C1N(C1=C2)C=NC1=CC=C2CN1CCN(C)CC1 ZHJGWYRLJUCMRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 4
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 4
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 3
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 3
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IWOUKMZUPDVPGQ-UHFFFAOYSA-N barium nitrate Chemical compound [Ba+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O IWOUKMZUPDVPGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 239000011872 intimate mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 2
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 2
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007088 Archimedes method Methods 0.000 description 1
- 229910000521 B alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 229910052773 Promethium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000519995 Stachys sylvatica Species 0.000 description 1
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000007580 dry-mixing Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N lutetium atom Chemical compound [Lu] OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 1
- 150000002826 nitrites Chemical class 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 238000006902 nitrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 238000013001 point bending Methods 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- VQMWBBYLQSCNPO-UHFFFAOYSA-N promethium atom Chemical compound [Pm] VQMWBBYLQSCNPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N terbium atom Chemical compound [Tb] GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
- C04B35/581—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on aluminium nitride
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
- C04B35/583—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on boron nitride
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Description
本発明は窒化アルミニウム、窒化硼素及び周期
律表第ａ族金属化又は第ａ族金属より選ばれ
た少なくとも一種の金属化合物からなり、機械的
な破断面が多角状の結晶粒が充填され、その充填
された粒子の粒界面の一部又は全部に薄層状の結
晶粒が介在した状態で構成されている複合焼結体
を提供するものである。 従来、各種産業用及び民生用の機械、機器材料
或いは電子機器材料等に種々のセラミツク又はセ
ラミツク複合体が使用されている。しかしながら
特定の用途に要求されるニーズを満足する材料を
工業的に製造することはしばしば困難である。こ
のような背景にあつて本発明者等は鋭意セラミツ
クの製造技術の開発に携つて来た。特に窒化アル
ミニウムに関する研究を続けてきた結果、新規な
窒化アルミニウムの製造に成功し、既に提案する
に至つた。 一方従来窒化アルミニウム粉末と窒化硼素粉末
とのみで複合焼結体を得ることはできないことが
知られていて、該複合焼結体を得るために種々の
添加物が試みられている。例えば、窒化アルミニ
ウム粉末と窒化硼素粉末とに酸化硼素を配合して
焼結する方法が提案されている。しかしながらこ
の技術も常圧焼結することが出来なかつたり、得
られる複合焼結体が十分な特性を発揮し得ない等
の欠陥を有し満足出来るものではなかつた。 本発明者等は窒化アルミニウム粉末を使用した
すぐれた複合焼結体を開発すべく鋭意努力してき
た結果、窒化アルミニウム粉末と窒化硼素粉末と
に特定の化合物を配合し焼結することによつてす
ぐれた複合焼結体、しかも普通工具で高速切削加
工出来る、いわゆるマシーナブルセラミツク複合
焼結体を得ることが出来ることを見出し、本発明
を完成し、ここに提案するに至つた。 即ち、本発明は窒化アルミニウム50〜97重量
％、六方晶窒化硼素（以下、単に「窒化硼素」と
いう）３〜50重量％及び該窒化アルミニウム及び
六方晶窒化硼素の合計量に対して、0.01〜10重量
％の周期律表第ａ族金属又は第ａ族金属より
選ばれた少くとも一種の金属化合物からなり、機
械的な破断面が多角状の結晶粒が充填され、その
充填された粒子の粒界面の一部又は全部に薄層状
の結晶粒が介在した状態で構成されている複合焼
結体である。 本発明の複合焼結体は、添付図面第１図にその
機械的な破断面を示すことで明らかなように、機
械的な破断面が多角状の結晶粒で充填され、その
充填された粒子の粒界面の一部又は全部に薄層状
の結晶粒が介在した状態で構成されている。 第１図における上記機械的な破断面が多角状で
示される結晶粒は窒化アルミニウムの焼結結晶粒
である。該窒化アルミニウム焼結粒は機械的な破
断面が明瞭な輪郭によつて互に区別される微細な
結晶粒の緊密な充填状態によつて形成されてお
り、該微細な結晶粒の該破断面における該明瞭な
輪郭は多角形状であり、該微細な結晶は該明瞭な
輪郭によつて規定される該破断面における平均粒
子径をＤ（μｍ）で定義するとき、0.3D〜1.8Dの
範囲の粒子径を持つ結晶粒が少なくとも70％を占
めることによつて構成されている。該0.3D〜
1.8Dの範囲に70％以上の粒子が存在する破断面
を与える窒化アルミニウム焼結体すなわち破断面
に比較的大きさの揃つた多角形状の粒子を持つ窒
化アルミニウム焼結体は従来知られていない。 また上記窒化アルミニウムの機械的な破断面に
おける外観上の特徴は個々の粒子の破断面に現わ
れた結晶面が比較的円滑なフラツト面を形成して
いることにもある。このことは、前記結晶粒に不
純物の混入あるいはガス相の混入等が原因となつ
て形成される異質の相（破断面に通常円形状の小
凹部として現われる）をほとんど有していないこ
とを示している。 また第１図から、該窒化アルミニウムよりなる
多角状の結晶粒が充填された粒子の粒界面の一部
又は全部に薄層状の結晶粒が介在した状態で存在
することが明らかである。この薄層状の結晶粒が
窒化硼素よりなる焼結結晶粒である。第１図で明
確なように焼結体の機械的な破断面において、窒
化アルミニウムの粒子の結晶面に存在する窒化硼
素よりなる薄層状の結晶粒が本発明の複合焼結体
にマシーナブルセラミツクの性状を与える重要な
要因になつているものと推定している。即ち、該
窒化アルミニウムの粒子の粒界面に存在する窒化
硼素よりなる薄層状の結晶粒が切削加工時におい
て外部から加わる力を吸収して窒化アルミニウム
焼結体の破壊を防ぎ、複合焼結体の普通工具によ
る高速切削加工を可能にしているものと考えてい
る。 本発明で得られる複合焼結体を機械的に破断し
た破断面の写真からは周期律表第ａ族金属及び
第ａ族金属より選ばれた少なくとも一種の金属
化合物は確認することが出来ない。該金属化合物
は一般にＸ線マイクロアナライザーあるいは蛍光
Ｘ線分析装置等を用いて分析することが出来る。
またその含有量は焼結処理前に窒化アルミニウム
粉末と窒化硼素粉末と共に混合する前記金属化合
物又は該金属化合物となりうる物質の添加量に比
べると減少した量となつて確認される事もある。
即ち、前記金属化合物又は該金属化合物なりうる
化合物の一部が焼結時に昇華する事もあるものと
考えられる。しかしながら、その存在量は少ない
にもかかわらず本発明の複合焼結体における前記
周期律表第ａ族金属及び第ａ族金属より選ば
れた少なくとも一種の金属酸化物は非常に重要な
要因となつている。例えば、窒化アルミニウム粉
末と窒化硼素粉末とのみを通常の常圧焼結によつ
て焼結しても緊密な複合焼結体を得ことは出来な
い。窒化アルミニウム粉末と窒化硼素粉末とを混
合して焼結するに際し、前記金属化合物を存在さ
せた時初めて緊密な複合焼結体を常圧焼結又は加
工焼結によつて得ることが出来るのである。従つ
て、本発明の複合焼結体における前記金属酸化物
は窒化アルミニウム粉末と窒化硼素粉末との焼結
を助ける働きをすると共に、窒化アルミニウムと
窒化硼素粉末と一体になつて、これらの複合焼結
体にマシーナブルセラミツクとしての性状を与え
る何らかの要因となつているものと考えられる。 本発明の複合焼結体は高密度及び高純度の焼結
体であり、一般に、例えば90％以上、好しくは95
％以上の純度及び2.5ｇ／cm3以上、好しくは2.7
ｇ／cm3以上の密度となる。 また本発明の複合焼結体を構成する各成分の組
成比は該複合焼結体に要求される性状におおじて
広い範囲から選択出来る。一般には、例えば、窒
化アルミニウムを50〜97％、好しくは65〜95％の
範囲で、窒化硼素を３〜50％、好ましくは５〜35
％の範囲で、また周期律表第ａ族金属及び第
ａ族金属より選ばれた少なくとも一種の金属化合
物を窒化アルミニウムと窒化硼素の混合物に対し
0.01〜10重量％、好ましくは0.05〜５重量％の範
囲で含むように選択すれば良好である。 本発明の上記複合焼結体の各成分の組成比は上
記のようなに広い範囲から選べばよいが、本発明
の複合焼結体は窒化アルミニウムの構成比が多く
てもマシーナブルセラミツク複合焼結体となり得
る特徴を有する。例えば、該複合焼結体中の窒化
アルミニウムが60〜97重量％、特に70〜90重量％
の範囲の複合焼結体にあつても十分にマシーナブ
ルセラミツク複合焼結体の性状を有する。この
点、従来の窒化アルミニウムと窒化硼素とよりな
る複合焼結体にあつては窒化アルミニウムの含有
量が多い場合はマシーナブルセラミツク複合焼結
体となり得ないとされていた（例えば、特公昭52
−30163号）ことに照らして最も特徴的な点であ
る。 また本発明の複合焼結体は製法のいかん例え
ば、加圧焼結あるいは常圧焼結の違いに関わら
ず、十分にマシーナブルセラミツク複合焼結体と
なる。この点、従来常圧焼結で得られる窒化アル
ミニウムと窒化硼素とからなる複合焼結体にあつ
てマシーナブルセラミツク複合焼結体となること
が知られていないことを考がえると驚異的といえ
る。 本発明において前記マシーナブルセラミツク複
合焼結体を製造する方法は特に限定されずいかな
る方法を採用してもよい。特に好適に採用される
代表的な方法を例示すれば次の方法である。 即ち、窒化アルミニウム粉末と窒化硼素粉末と
からなる混合物を1500〜2100℃の温度及び20〜
500Kg／cm2の圧力下又は常圧下に焼結することに
より本発明のマシーナブルセラミツク複合焼結体
を得ることが出来る。 上記で用いる窒化アルミニウム粉末は特に限定
されずいかなるものを用いることも出来るが、次
ぎのような窒化アルミニウム粉末を用いると好適
である。即ち窒化アルミニウム粉末は平均粒子径
2μｍ以下、酸素含有量3.0重量％以下好しくは1.5
重量％以下で、窒化アルミニウムの純度が95％以
上の窒化アルミニウム粉末である。特に窒化アル
ミニウム粉末の粒子は粒子径の小さいものが揃つ
ているものが好ましく、一般には3μｍ以下の粒
子のものを70容量％以上の割合で含有するものが
最も好適である。従来、工業的に上市されている
窒化アルミニウム粉末は平均粒子径が2μｍ以下
で、3μｍ以下の粒子を70重量％以上の割合で含
有し且つ酸素含有量が3.0重量％以下更には酸素
含有量1.5重量％以下の性状を有するものはなか
つた。平均粒子径だけで2μｍ以下のものを得る
ことは実験的には粉砕、分級することで不可能で
はなかつたが窒化アルミニウムを粉砕すると該粉
砕工程で窒化アルミニウム表面が酸化され酸素含
有量を本発明のように3.0重量％以下更には1.5重
量％以下におさえることは困難である。尚、本発
明で言う平均粒子径や粒度分布は光透過式の粒度
分布測定装置（例えば堀場製作所製のCAPA−
500など）を用いて測定した値を言う。また従来
窒化アルミニウム粉末中の酸素含有量は多い程焼
結体が良いとされて来たが、前記焼結体では上記
のように平均粒子径が小さく好ましくは粒度の揃
つた窒化アルミニウム粉末にあつては酸素含有量
は少なくてもその焼結体に悪影響とならず、また
酸素含有量が少い方が焼結体の熱伝導性に著しく
良好な性状を与えるのである。従つて窒化アルミ
ニウム粉末の平均粒子径及び酸素含有量は焼結体
に与える焼結性と熱伝導性の性状から極めて重要
な要件となる。また前記窒化アルミニウム粉末は
窒化アルミニウム純度が95重量％以上好ましくは
97重量％以上のものであることが好ましい。窒化
アルミニウム粉末中にはその原料に含まれて混入
する製造上不可避的な化合物が存在する。これら
の不純物となる化合物は窒化アルミニウム粉末を
製造する原料の純度によつて異なり一概に限定出
来ないが、一般には、珪素、マンガン、鉄、クロ
ム、ニツケル、コバルト、銅、亜鉛、チタン等を
陽イオン成分とする化合物である。これらの不純
物化合物は一般に陽イオン成分である上記金属が
得られる複合焼結体の性状例えば熱伝導性に大き
な影響を与えるので一般には不純物としての金属
化合物の含有量が金属として0.3重量％以下好ま
しくは0.2重量％以下更に好ましくは0.1重量％以
下のものを用いるのが好ましい。 これらの不純物となる化合物は窒化アルミニウ
ム粉末を製造する原料の純度によつて異なり一概
に限定出来ないが、一般には珪素、マンガン、
鉄、クロム、ニツケル、コバルト、銅、亜鉛、チ
タン等を陽イオン成分とする化合物である。これ
らの不純物化合物は一般に陽イオン成分である上
記金属が得られる複合焼結体の性状例えば熱伝導
性に大きな影響を与えるので一般には不純物とし
ての金属化合物の含有量が金属として0.3重量％
以下好ましくは0.2重量％以下更に好ましくは0.1
重量％以下のものを用いるのが好ましい。 上記で用いる窒化アルミニウム粉末の製造に際
し、後述する周期律表第ａ族金属及び第ａ族
金属に相当する化合物を予め原料中に添加し、焼
成して得られた窒化アルミニウム粉末に、該周期
律表第ａ族金属又は第ａ族金属よりなる化合
物が配合された形態で得られるようにしてもよ
い。前記窒化アルミニウム粉末は前記性状のもの
である限りいかなる製法によつて得られるもので
あつてもよい。一般に使用される窒化アルミニウ
ム粉末の製法の１つをより具体的に述べると次の
通りである。 即ち、 (1) 平均粒子径が2μｍ以下の酸化アルミニウム
微粒子と灰分含量0.2重量％で平均粒子径が1μ
ｍ以下のカーボン微粉末とを液体分散媒体中で
緊密に混合し、そのさい該酸化アルミニウム微
粉末対該カーボン微粉末の重量比は１：0.36〜
１：１であり； (2) 得られた緊密混合物を、適宜乾燥し、窒素又
はアンモニアの雰囲気下で1400〜1700℃の温度
で焼成し； (3) 次いで得られた微粉末を酸素を含む雰囲気下
で600〜900℃の温度で加熱して未反応のカーボ
ンを加熱除去し、窒化アルミニウム含量が、少
くとも95重量％であり、結合酸素の含量が最大
3.0重量％であり、且つ不純物としての金属化
合物の含量が金属として最大0.3重量％である
平均粒子径が2μｍ以下で且つ3μｍ以下のもの
を70重量％以上の割合で含有する窒化アルミニ
ウム粉末を製造することができる。 上記方法によれば原料を焼成して得られる窒化
アルミニウムを粉砕する工程の実施を避けること
ができる。粉砕工程の実施を避けることによつて
粉砕工程で混入する不純物成分を除去出来るし、
のみならず窒化アルミニウムの表面が粉砕中に酸
化されて酸素含有量が増加することを防ぐことも
出来る。窒化アルミニウムの粉砕工程を省くメリ
ツトは以外にも極めて大きい。上記粉砕工程を省
いて、しかも良好な性状の窒化アルミニウムを得
るには、前記製造工程におけるアルミナ微粉末と
カーボン微粉末の混合を液体分散媒体中で行うい
わゆる湿式混合方式を採用することが肝要であ
る。該湿式混合によれば原料相互の混合を緻密に
実施出来るだけでなく、意外にも原料粒子が凝集
して粗大化する傾向を防ぐことが出来る。得られ
た緊密混合物は焼成により結果的に細粒子で且つ
粒子が揃つた窒化アルミニウムを与える。しかも
前記したように粉砕工程などで混入する不純物成
分を完全に防ぐことが出来、また窒化アルミニウ
ム表面の酸化防止が出来るので、従来法にくらべ
れば焼結性にすぐれ且つ高純度であり、しかも焼
結体は高熱伝導性を備えた焼結体を与えることが
出来る、すぐれた性状の窒化アルミニウムを製造
することができる。前記湿式混合で使用出来る液
体分散媒体は特に限定されず湿式混合溶媒として
公知のものが使用出来る。一般に工業的には水、
炭化水素、脂肪族アルコール、石油エーテル、ヘ
キサン、ベンゼン、トルエン等であり、脂肪族ア
ルコールは例えばメタノール、エタノール、イソ
ブロパノール等が好適である。 また窒化アルミニウムの製造は、焼成後にも残
存する不純物成分の混入を避けることが出来る材
質の装置中で実施するのがよい。一般に該湿式混
合は常温、常圧下で実施することができる。温度
及び圧力によつて悪影響をうけることはない。ま
た混合装置としては材質から焼成後においても残
存する不純物成分を生じないものを選ぶ限り公知
の装置、手段を採用しうる。例えば混合装置とし
て球状物又は棒状物を内臓したミルを使用するの
が一般的であるが、ミルの内壁、球状物又は棒状
物等の材質は、得られる窒化アルミニウム中に焼
成後においても残存する不純物成分が混入するの
を避けるために、窒化アルミニウム自身あるいは
99.9重量％以上の高純度アルミナとするのが好ま
しい。また混合装置の原料と接する面をすべてプ
ラスチツク製とするかプラスチツクでコーテイン
グすることもできる。該プラスチツクとしては特
に限定されず例えばポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ナイロン、ポリエステル、ポリウレタン等が
使用できる。この場合、プラスチツク中には安定
剤として種々の金属成分を含む場合があるので、
予めチエツクして使用するようにすべきである。 また上記方法ではアルミナとカーボンは特定の
性状のものを用いる必要がある。一般にアルミナ
微粉末としては平均粒子径が2μｍ以下の微粉末
を用いる必要があり、好ましくは、少なくとも
99.0重量％より好ましくは少なくとも99.9重量％
の純度のものが用いられる。またカーボン微粉末
は灰分の含有量最大0.2重量％好ましくは最大0.1
重量％のものとして用いる必要がある。また該カ
ーボンの平均粒子径は1μｍ以下の微粉子として
用いる必要がある。さらに該カーボンとしてはカ
ーボンブラツク、黒鉛化カーボン等が使用されう
るが一般にはカーボンブラツクが好ましい。 前記アルミナとカーボンの原料使用割合は、ア
ルミナとカーボンの純度および粒子径等の性状に
よつて異なるので、予め予備テストを行い決定す
るとよい。通常はアルミナとカーボンとを、アル
ミナ対カーボンの重量比で１：0.36〜１：１好ま
しくは１：0.4〜１：１の範囲で湿式混合すれば
よい。該湿式混合された原料は必要により乾燥を
経て、窒素雰囲気下に1400〜1700℃の温度で焼成
する。該焼成する温度が上記温度より低い場合は
工業的に十分な還元窒素化反応が進行しないので
好ましくない。また該焼成温度が前記温度より高
くなると得られる窒化アルミニアムの一部が焼結
を起し、粒子間の凝集が起るため目的の粒子径の
窒化アルミニウムが得らの難くなるので好ましく
ない。 焼成により得られた窒化物微粒子は、本発明に
よれば次いで酸素を含む雰囲気下で600〜900℃の
温度で加熱処理され、該窒化物微粒子に含まれる
未反応のカーボンを酸化して除去される。 前記窒化硼素粉末も特に限定されずいかなるも
のも使用することが出来る。一般に好適に使用さ
れる代表的なものを例示すれば次の通りである。 一般に好適に使用される窒化硼素粉末は、窒化
硼素の純度が99.0重量％以上で、平均粒子径が5μ
ｍ以下のものである。また該窒化硼素粉末の製法
も特に限定されず公知の方法が採用出来る。 例えば、 (1) 尿素の存在下にH3BO3又はNa2B4O7をNH3
雰囲気中で500〜950℃で加熱して製造する方
法、 (2) BCl3とNH3とを反応させて製造する方法、 (3) Fe−Ｂ合金を500〜1400℃の温度で加熱し、
その後Feを例えば酸で溶解除去する方法、 等が採用出来る。 また前記周期律表第ａ族金属及び第ａ族金
属から選ばれた少くとも一種の金属化合物は特に
限定されず公知のものを使用出来る。特に好適に
使用される代表的なものを例示すると次ぎの通り
である。該周期律表第ａ族からなる金属として
は一般にベリリウム、カルシウム、ストロンチウ
ム、バリウム等が好適である。また周期律表第
ａ族からなる金属としてはイツトリウム又はラン
タン族金属が好適に使用され、より具体的に挙げ
ればイツトリウム、ランタン、セリウム、プラセ
オシウム、ネオジウム、プロメシウム、サマリウ
ム、ユーロビウム、カドリニウム、テルビウム、
ジスブロシウム、ホルミニウム、エルビウム、ツ
リウム、イツテルビウム、ルテチウム等特にイツ
トリウム、ランタン、セリウム、ネオジウム等が
好適である。これらの周期律表第ａ族又は第
ａ族よりなる金属化合物は特に限定されず窒化ア
ルミニウム粉末及び／又は窒化硼素粉末の焼結助
剤として公知の前記金属化合物が使用出来る。一
般には例えば硝酸塩、炭酸塩、塩化物、酸化物等
の化合物が好適に使用される。上記金属化合物の
硝酸塩を用いる場合は酸素含有ガス雰囲気下の加
熱によつて亜硝酸塩となるが、炭酸塩、塩化物は
酸化物となる。 また前記周期律表第ａ族金属及び第ａ族金
属から選ばれた少くとも一種の金属化合物の使用
量は該焼結助剤を酸化物に換算して複合焼結体中
に0.01〜５重量％、好ましくは0.05〜４重量％と
なる範囲から選べばよい。これらの添加量は複合
焼結体中の酸素含有量、不純物の含有量あるいは
複合焼結体に要求される性状等によつて異なるの
で予めこれらの性状に応じて好適な使用量を決定
すればよい。 また前記複合焼結体を得るに際し、前記原料以
外に結合剤、解膠剤、可塑剤等の添加混合は必要
におおじて適宜採用して実施することができる。 本発明の原料化合物必要におおじて上記添加物
の混合方法は特に限定されず公知の方法を採用す
ればよい。例えば、前記窒化アルミニウム粉末の
製造方法で述べた湿式混合方法が好適に採用出来
るし、液体分散媒体を使用しない乾式混合方法を
採用することも出来る。また混合装置についても
特に限定されず公知のものをそのまま使用すれば
よい。もちろん前記したように混合時に不純物の
混入を避けるため前記の高純度アルミナ、窒化ア
ルミニウム等の材質の装置を使用するか該装置の
原料と接する内面をプラスチツクでコーテイング
する手段は適宜実施出来る。 前記のようにして得られる原料混合物は、必要
におおじ乾燥後、不活性雰囲気下例えば窒素ガス
雰囲気下且つ加圧下あるいは常圧下に焼結するこ
とによつて本発明の複合焼結体となる。 一般に上記焼結条件は公知の焼結条件から選び
実施すればよいが、通常は、焼結温度としては
1500〜2100℃の温度を、また加圧下に焼結すると
きの圧力は20〜500Kg／cm2の圧力を選べば好適で
ある。 本発明で得られるマシーナブルセラミツク複合
焼結体は高強度、高熱伝導性等のすぐれた特性を
有すだけでなく、切削加工ができる、いわゆるマ
シーナブルセラミツクとしての性状をも発揮す
る。このような特性を本発明のような簡単な手段
で得ることが出来ることは驚異的なことで、本発
明が寄与する利点は計り知れないものである。 本発明を更に詳細に説明するため以下実施を挙
げて説明するが本発明はこれらの実施例に限定さ
れるものではない。 実施例 １ 純度99.99％（不純物分析値は表１に示す）で、
平均粒子径が0.52μｍで3μｍ以下の粒子の含有割
合が95容量％のアルミナ100重量部と、灰分0.08
重量％で平均粒子径が0.45μｍのカーボンブラツ
ク50重量部とを、ナイロン製ボツトとボールを用
いエタノールを液体分散媒体として湿式混合で均
一にボールミル混合した。 このようにして得られた混合物を乾燥後、高純
度黒鉛製平皿に入れ電気炉内に高純度窒素ガスを
３／分で連続的に供給しながら1600℃の温度で
６時間加熱した。 このようにして得られた反応混合物を空気中で
750℃の温度で４時間加熱し、未反応のカーボン
を酸化除去した。 得られた白色の粉はＸ−線回析分析の結果、単
相のAlNであり、Al2O3の回析ピークはなかつ
た。また該粉末の平均粒子径を粒度分布測定器
（堀場製作所製CAPA−500）を用いて測定した結
果1.31μｍであり、3μｍ以下の粒子が90容量％を
占めた。走査型電子顕微鏡による観察では、この
粉末は平均0.7μｍ程度の均一な粒子であつた。ま
た比表面積の測定値は4.0m2／ｇであつた。この
粉末の分析値を第２表に示す。 表１ Al2O3粉末分析値 Al2O3含有量 99.99％ 元 素 含有量（PPM） Mg ＜５ Cr ＜10 Si 30 Zn ＜５ Fe 22 Cu ＜５ Ca ＜20 Ni 15 Ti ＜５ 表 ２ AlN粉末分析値 AlN含有量 97.8％ 元 素 含有量（PPM） Mg ＜５ Cr 21 Si 125 Zn ９ Fe 20 Cu ＜５ Mn ５ Ni 27 Ti ＜５ Co ＜５ Al 64.8（wt％） Ｎ 33.4（wt％） Ｏ 1.1（wt％） Ｃ 0.11（wt％） 上記の窒化アルミニウム粉末80重量部と、平均
粒子径2.5μｍ、粒径5μｍ以下の粒子の割合が95容
量％で、且つ純度99.5％の六方晶窒化硼素粉末20
重量部と、硝酸カルシウム四水塩8.4重量部とを、
ナイロン製ボツトとナイロン・コーテイングした
ボールを用い、エタノールを分散媒体として均一
にボールミル混合いた。得られたスラリーを、乾
燥器内で60℃24時間乾燥を行なつた。 上記混合粉末12ｇを、窒化硼素粉末を内面に塗
布した内径40mmの黒鉛型中で、200Kg／cm2の加圧
下、１気圧の窒素中に於いて2000℃３時間加圧焼
結した。得られた焼結体は、やや黄色がかつた白
色であつた。この焼結体は、Ｘ線回折により、窒
化アルミニウムと六方晶窒化硼素の２組から成つ
ていることが伴つた。またアルキメデス法で測定
した密度は2.96ｇ／cm3であつた。 上記焼結体から、約３mm角、長さ約40mmの試験
片を切り出し、1500番のサンドペーパーで磨いた
後、曲げ強度を測定した。測定条件はクロス・ヘ
ツド・スピード１mm／分、スパン20mmの３点曲げ
とした。測定値より計算された曲げ強度の平均値
は35Kg／ｍm2であつた。 また曲げ強度測定に供したと同様に、約３mm
角、長さ17mmの角柱状試験片を作成し、理学電機
製熱機械分析装置（CN8098D2）を用いて、室温
より800℃までの熱膨張率を昇温速度５℃／分、
荷重10ｇで測定した。室温より400℃、室温よ600
℃、室温より800℃に於ける平均線膨張率は、そ
れぞれ4.2X10-6、4.7X10-6、5.0X10-6であつた。 更に上記焼結体から直径10mm、厚さ2.5mmの試
験片を切り出し、理学電機製レーザ・フラツシユ
法熱定数測定装置（PS−７）を用いて、室温に
おける熱定数を測定した。その結果、熱伝導率は
85W／m.Kであることが判明した。 一方実施例で得られた複合焼結体の加工性を調
べたところ、超硬ドリルによる穿孔、超硬バイト
による高速切削のいずれも容易に行なえ、快削性
であることが判つた。 尚、図１は本実施例で得られた複合焼結体の機
械的破断面の走査型電子顕微鏡写真（倍率1000
倍）である。 図１の写真から焼結体は多角形状の窒化アルミ
ニウムの結晶粒の粒界面の一部又は全部に薄層状
の窒化硼素結晶粒が介在して全体が緊密な焼結体
となつていることが解る。なお多角形状の粒子が
窒化アルミニウムで薄層状の粒子が窒化硼素であ
ることは、Ｘ線マイクロアナライザーによるアル
ミニウム及びホウ素のＸ線像写真と走査型電子顕
微鏡写真との対応によつて確認される。 実施例 ２〜５ 実施例１に於いて、窒化アルミニウム粉末と六
方晶窒化硼素粉末の混合割合を表３に示すように
変えた以外は実施例１と同様にして実施した。そ
の結果を表３に示す。
律表第ａ族金属化又は第ａ族金属より選ばれ
た少なくとも一種の金属化合物からなり、機械的
な破断面が多角状の結晶粒が充填され、その充填
された粒子の粒界面の一部又は全部に薄層状の結
晶粒が介在した状態で構成されている複合焼結体
を提供するものである。 従来、各種産業用及び民生用の機械、機器材料
或いは電子機器材料等に種々のセラミツク又はセ
ラミツク複合体が使用されている。しかしながら
特定の用途に要求されるニーズを満足する材料を
工業的に製造することはしばしば困難である。こ
のような背景にあつて本発明者等は鋭意セラミツ
クの製造技術の開発に携つて来た。特に窒化アル
ミニウムに関する研究を続けてきた結果、新規な
窒化アルミニウムの製造に成功し、既に提案する
に至つた。 一方従来窒化アルミニウム粉末と窒化硼素粉末
とのみで複合焼結体を得ることはできないことが
知られていて、該複合焼結体を得るために種々の
添加物が試みられている。例えば、窒化アルミニ
ウム粉末と窒化硼素粉末とに酸化硼素を配合して
焼結する方法が提案されている。しかしながらこ
の技術も常圧焼結することが出来なかつたり、得
られる複合焼結体が十分な特性を発揮し得ない等
の欠陥を有し満足出来るものではなかつた。 本発明者等は窒化アルミニウム粉末を使用した
すぐれた複合焼結体を開発すべく鋭意努力してき
た結果、窒化アルミニウム粉末と窒化硼素粉末と
に特定の化合物を配合し焼結することによつてす
ぐれた複合焼結体、しかも普通工具で高速切削加
工出来る、いわゆるマシーナブルセラミツク複合
焼結体を得ることが出来ることを見出し、本発明
を完成し、ここに提案するに至つた。 即ち、本発明は窒化アルミニウム50〜97重量
％、六方晶窒化硼素（以下、単に「窒化硼素」と
いう）３〜50重量％及び該窒化アルミニウム及び
六方晶窒化硼素の合計量に対して、0.01〜10重量
％の周期律表第ａ族金属又は第ａ族金属より
選ばれた少くとも一種の金属化合物からなり、機
械的な破断面が多角状の結晶粒が充填され、その
充填された粒子の粒界面の一部又は全部に薄層状
の結晶粒が介在した状態で構成されている複合焼
結体である。 本発明の複合焼結体は、添付図面第１図にその
機械的な破断面を示すことで明らかなように、機
械的な破断面が多角状の結晶粒で充填され、その
充填された粒子の粒界面の一部又は全部に薄層状
の結晶粒が介在した状態で構成されている。 第１図における上記機械的な破断面が多角状で
示される結晶粒は窒化アルミニウムの焼結結晶粒
である。該窒化アルミニウム焼結粒は機械的な破
断面が明瞭な輪郭によつて互に区別される微細な
結晶粒の緊密な充填状態によつて形成されてお
り、該微細な結晶粒の該破断面における該明瞭な
輪郭は多角形状であり、該微細な結晶は該明瞭な
輪郭によつて規定される該破断面における平均粒
子径をＤ（μｍ）で定義するとき、0.3D〜1.8Dの
範囲の粒子径を持つ結晶粒が少なくとも70％を占
めることによつて構成されている。該0.3D〜
1.8Dの範囲に70％以上の粒子が存在する破断面
を与える窒化アルミニウム焼結体すなわち破断面
に比較的大きさの揃つた多角形状の粒子を持つ窒
化アルミニウム焼結体は従来知られていない。 また上記窒化アルミニウムの機械的な破断面に
おける外観上の特徴は個々の粒子の破断面に現わ
れた結晶面が比較的円滑なフラツト面を形成して
いることにもある。このことは、前記結晶粒に不
純物の混入あるいはガス相の混入等が原因となつ
て形成される異質の相（破断面に通常円形状の小
凹部として現われる）をほとんど有していないこ
とを示している。 また第１図から、該窒化アルミニウムよりなる
多角状の結晶粒が充填された粒子の粒界面の一部
又は全部に薄層状の結晶粒が介在した状態で存在
することが明らかである。この薄層状の結晶粒が
窒化硼素よりなる焼結結晶粒である。第１図で明
確なように焼結体の機械的な破断面において、窒
化アルミニウムの粒子の結晶面に存在する窒化硼
素よりなる薄層状の結晶粒が本発明の複合焼結体
にマシーナブルセラミツクの性状を与える重要な
要因になつているものと推定している。即ち、該
窒化アルミニウムの粒子の粒界面に存在する窒化
硼素よりなる薄層状の結晶粒が切削加工時におい
て外部から加わる力を吸収して窒化アルミニウム
焼結体の破壊を防ぎ、複合焼結体の普通工具によ
る高速切削加工を可能にしているものと考えてい
る。 本発明で得られる複合焼結体を機械的に破断し
た破断面の写真からは周期律表第ａ族金属及び
第ａ族金属より選ばれた少なくとも一種の金属
化合物は確認することが出来ない。該金属化合物
は一般にＸ線マイクロアナライザーあるいは蛍光
Ｘ線分析装置等を用いて分析することが出来る。
またその含有量は焼結処理前に窒化アルミニウム
粉末と窒化硼素粉末と共に混合する前記金属化合
物又は該金属化合物となりうる物質の添加量に比
べると減少した量となつて確認される事もある。
即ち、前記金属化合物又は該金属化合物なりうる
化合物の一部が焼結時に昇華する事もあるものと
考えられる。しかしながら、その存在量は少ない
にもかかわらず本発明の複合焼結体における前記
周期律表第ａ族金属及び第ａ族金属より選ば
れた少なくとも一種の金属酸化物は非常に重要な
要因となつている。例えば、窒化アルミニウム粉
末と窒化硼素粉末とのみを通常の常圧焼結によつ
て焼結しても緊密な複合焼結体を得ことは出来な
い。窒化アルミニウム粉末と窒化硼素粉末とを混
合して焼結するに際し、前記金属化合物を存在さ
せた時初めて緊密な複合焼結体を常圧焼結又は加
工焼結によつて得ることが出来るのである。従つ
て、本発明の複合焼結体における前記金属酸化物
は窒化アルミニウム粉末と窒化硼素粉末との焼結
を助ける働きをすると共に、窒化アルミニウムと
窒化硼素粉末と一体になつて、これらの複合焼結
体にマシーナブルセラミツクとしての性状を与え
る何らかの要因となつているものと考えられる。 本発明の複合焼結体は高密度及び高純度の焼結
体であり、一般に、例えば90％以上、好しくは95
％以上の純度及び2.5ｇ／cm3以上、好しくは2.7
ｇ／cm3以上の密度となる。 また本発明の複合焼結体を構成する各成分の組
成比は該複合焼結体に要求される性状におおじて
広い範囲から選択出来る。一般には、例えば、窒
化アルミニウムを50〜97％、好しくは65〜95％の
範囲で、窒化硼素を３〜50％、好ましくは５〜35
％の範囲で、また周期律表第ａ族金属及び第
ａ族金属より選ばれた少なくとも一種の金属化合
物を窒化アルミニウムと窒化硼素の混合物に対し
0.01〜10重量％、好ましくは0.05〜５重量％の範
囲で含むように選択すれば良好である。 本発明の上記複合焼結体の各成分の組成比は上
記のようなに広い範囲から選べばよいが、本発明
の複合焼結体は窒化アルミニウムの構成比が多く
てもマシーナブルセラミツク複合焼結体となり得
る特徴を有する。例えば、該複合焼結体中の窒化
アルミニウムが60〜97重量％、特に70〜90重量％
の範囲の複合焼結体にあつても十分にマシーナブ
ルセラミツク複合焼結体の性状を有する。この
点、従来の窒化アルミニウムと窒化硼素とよりな
る複合焼結体にあつては窒化アルミニウムの含有
量が多い場合はマシーナブルセラミツク複合焼結
体となり得ないとされていた（例えば、特公昭52
−30163号）ことに照らして最も特徴的な点であ
る。 また本発明の複合焼結体は製法のいかん例え
ば、加圧焼結あるいは常圧焼結の違いに関わら
ず、十分にマシーナブルセラミツク複合焼結体と
なる。この点、従来常圧焼結で得られる窒化アル
ミニウムと窒化硼素とからなる複合焼結体にあつ
てマシーナブルセラミツク複合焼結体となること
が知られていないことを考がえると驚異的といえ
る。 本発明において前記マシーナブルセラミツク複
合焼結体を製造する方法は特に限定されずいかな
る方法を採用してもよい。特に好適に採用される
代表的な方法を例示すれば次の方法である。 即ち、窒化アルミニウム粉末と窒化硼素粉末と
からなる混合物を1500〜2100℃の温度及び20〜
500Kg／cm2の圧力下又は常圧下に焼結することに
より本発明のマシーナブルセラミツク複合焼結体
を得ることが出来る。 上記で用いる窒化アルミニウム粉末は特に限定
されずいかなるものを用いることも出来るが、次
ぎのような窒化アルミニウム粉末を用いると好適
である。即ち窒化アルミニウム粉末は平均粒子径
2μｍ以下、酸素含有量3.0重量％以下好しくは1.5
重量％以下で、窒化アルミニウムの純度が95％以
上の窒化アルミニウム粉末である。特に窒化アル
ミニウム粉末の粒子は粒子径の小さいものが揃つ
ているものが好ましく、一般には3μｍ以下の粒
子のものを70容量％以上の割合で含有するものが
最も好適である。従来、工業的に上市されている
窒化アルミニウム粉末は平均粒子径が2μｍ以下
で、3μｍ以下の粒子を70重量％以上の割合で含
有し且つ酸素含有量が3.0重量％以下更には酸素
含有量1.5重量％以下の性状を有するものはなか
つた。平均粒子径だけで2μｍ以下のものを得る
ことは実験的には粉砕、分級することで不可能で
はなかつたが窒化アルミニウムを粉砕すると該粉
砕工程で窒化アルミニウム表面が酸化され酸素含
有量を本発明のように3.0重量％以下更には1.5重
量％以下におさえることは困難である。尚、本発
明で言う平均粒子径や粒度分布は光透過式の粒度
分布測定装置（例えば堀場製作所製のCAPA−
500など）を用いて測定した値を言う。また従来
窒化アルミニウム粉末中の酸素含有量は多い程焼
結体が良いとされて来たが、前記焼結体では上記
のように平均粒子径が小さく好ましくは粒度の揃
つた窒化アルミニウム粉末にあつては酸素含有量
は少なくてもその焼結体に悪影響とならず、また
酸素含有量が少い方が焼結体の熱伝導性に著しく
良好な性状を与えるのである。従つて窒化アルミ
ニウム粉末の平均粒子径及び酸素含有量は焼結体
に与える焼結性と熱伝導性の性状から極めて重要
な要件となる。また前記窒化アルミニウム粉末は
窒化アルミニウム純度が95重量％以上好ましくは
97重量％以上のものであることが好ましい。窒化
アルミニウム粉末中にはその原料に含まれて混入
する製造上不可避的な化合物が存在する。これら
の不純物となる化合物は窒化アルミニウム粉末を
製造する原料の純度によつて異なり一概に限定出
来ないが、一般には、珪素、マンガン、鉄、クロ
ム、ニツケル、コバルト、銅、亜鉛、チタン等を
陽イオン成分とする化合物である。これらの不純
物化合物は一般に陽イオン成分である上記金属が
得られる複合焼結体の性状例えば熱伝導性に大き
な影響を与えるので一般には不純物としての金属
化合物の含有量が金属として0.3重量％以下好ま
しくは0.2重量％以下更に好ましくは0.1重量％以
下のものを用いるのが好ましい。 これらの不純物となる化合物は窒化アルミニウ
ム粉末を製造する原料の純度によつて異なり一概
に限定出来ないが、一般には珪素、マンガン、
鉄、クロム、ニツケル、コバルト、銅、亜鉛、チ
タン等を陽イオン成分とする化合物である。これ
らの不純物化合物は一般に陽イオン成分である上
記金属が得られる複合焼結体の性状例えば熱伝導
性に大きな影響を与えるので一般には不純物とし
ての金属化合物の含有量が金属として0.3重量％
以下好ましくは0.2重量％以下更に好ましくは0.1
重量％以下のものを用いるのが好ましい。 上記で用いる窒化アルミニウム粉末の製造に際
し、後述する周期律表第ａ族金属及び第ａ族
金属に相当する化合物を予め原料中に添加し、焼
成して得られた窒化アルミニウム粉末に、該周期
律表第ａ族金属又は第ａ族金属よりなる化合
物が配合された形態で得られるようにしてもよ
い。前記窒化アルミニウム粉末は前記性状のもの
である限りいかなる製法によつて得られるもので
あつてもよい。一般に使用される窒化アルミニウ
ム粉末の製法の１つをより具体的に述べると次の
通りである。 即ち、 (1) 平均粒子径が2μｍ以下の酸化アルミニウム
微粒子と灰分含量0.2重量％で平均粒子径が1μ
ｍ以下のカーボン微粉末とを液体分散媒体中で
緊密に混合し、そのさい該酸化アルミニウム微
粉末対該カーボン微粉末の重量比は１：0.36〜
１：１であり； (2) 得られた緊密混合物を、適宜乾燥し、窒素又
はアンモニアの雰囲気下で1400〜1700℃の温度
で焼成し； (3) 次いで得られた微粉末を酸素を含む雰囲気下
で600〜900℃の温度で加熱して未反応のカーボ
ンを加熱除去し、窒化アルミニウム含量が、少
くとも95重量％であり、結合酸素の含量が最大
3.0重量％であり、且つ不純物としての金属化
合物の含量が金属として最大0.3重量％である
平均粒子径が2μｍ以下で且つ3μｍ以下のもの
を70重量％以上の割合で含有する窒化アルミニ
ウム粉末を製造することができる。 上記方法によれば原料を焼成して得られる窒化
アルミニウムを粉砕する工程の実施を避けること
ができる。粉砕工程の実施を避けることによつて
粉砕工程で混入する不純物成分を除去出来るし、
のみならず窒化アルミニウムの表面が粉砕中に酸
化されて酸素含有量が増加することを防ぐことも
出来る。窒化アルミニウムの粉砕工程を省くメリ
ツトは以外にも極めて大きい。上記粉砕工程を省
いて、しかも良好な性状の窒化アルミニウムを得
るには、前記製造工程におけるアルミナ微粉末と
カーボン微粉末の混合を液体分散媒体中で行うい
わゆる湿式混合方式を採用することが肝要であ
る。該湿式混合によれば原料相互の混合を緻密に
実施出来るだけでなく、意外にも原料粒子が凝集
して粗大化する傾向を防ぐことが出来る。得られ
た緊密混合物は焼成により結果的に細粒子で且つ
粒子が揃つた窒化アルミニウムを与える。しかも
前記したように粉砕工程などで混入する不純物成
分を完全に防ぐことが出来、また窒化アルミニウ
ム表面の酸化防止が出来るので、従来法にくらべ
れば焼結性にすぐれ且つ高純度であり、しかも焼
結体は高熱伝導性を備えた焼結体を与えることが
出来る、すぐれた性状の窒化アルミニウムを製造
することができる。前記湿式混合で使用出来る液
体分散媒体は特に限定されず湿式混合溶媒として
公知のものが使用出来る。一般に工業的には水、
炭化水素、脂肪族アルコール、石油エーテル、ヘ
キサン、ベンゼン、トルエン等であり、脂肪族ア
ルコールは例えばメタノール、エタノール、イソ
ブロパノール等が好適である。 また窒化アルミニウムの製造は、焼成後にも残
存する不純物成分の混入を避けることが出来る材
質の装置中で実施するのがよい。一般に該湿式混
合は常温、常圧下で実施することができる。温度
及び圧力によつて悪影響をうけることはない。ま
た混合装置としては材質から焼成後においても残
存する不純物成分を生じないものを選ぶ限り公知
の装置、手段を採用しうる。例えば混合装置とし
て球状物又は棒状物を内臓したミルを使用するの
が一般的であるが、ミルの内壁、球状物又は棒状
物等の材質は、得られる窒化アルミニウム中に焼
成後においても残存する不純物成分が混入するの
を避けるために、窒化アルミニウム自身あるいは
99.9重量％以上の高純度アルミナとするのが好ま
しい。また混合装置の原料と接する面をすべてプ
ラスチツク製とするかプラスチツクでコーテイン
グすることもできる。該プラスチツクとしては特
に限定されず例えばポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ナイロン、ポリエステル、ポリウレタン等が
使用できる。この場合、プラスチツク中には安定
剤として種々の金属成分を含む場合があるので、
予めチエツクして使用するようにすべきである。 また上記方法ではアルミナとカーボンは特定の
性状のものを用いる必要がある。一般にアルミナ
微粉末としては平均粒子径が2μｍ以下の微粉末
を用いる必要があり、好ましくは、少なくとも
99.0重量％より好ましくは少なくとも99.9重量％
の純度のものが用いられる。またカーボン微粉末
は灰分の含有量最大0.2重量％好ましくは最大0.1
重量％のものとして用いる必要がある。また該カ
ーボンの平均粒子径は1μｍ以下の微粉子として
用いる必要がある。さらに該カーボンとしてはカ
ーボンブラツク、黒鉛化カーボン等が使用されう
るが一般にはカーボンブラツクが好ましい。 前記アルミナとカーボンの原料使用割合は、ア
ルミナとカーボンの純度および粒子径等の性状に
よつて異なるので、予め予備テストを行い決定す
るとよい。通常はアルミナとカーボンとを、アル
ミナ対カーボンの重量比で１：0.36〜１：１好ま
しくは１：0.4〜１：１の範囲で湿式混合すれば
よい。該湿式混合された原料は必要により乾燥を
経て、窒素雰囲気下に1400〜1700℃の温度で焼成
する。該焼成する温度が上記温度より低い場合は
工業的に十分な還元窒素化反応が進行しないので
好ましくない。また該焼成温度が前記温度より高
くなると得られる窒化アルミニアムの一部が焼結
を起し、粒子間の凝集が起るため目的の粒子径の
窒化アルミニウムが得らの難くなるので好ましく
ない。 焼成により得られた窒化物微粒子は、本発明に
よれば次いで酸素を含む雰囲気下で600〜900℃の
温度で加熱処理され、該窒化物微粒子に含まれる
未反応のカーボンを酸化して除去される。 前記窒化硼素粉末も特に限定されずいかなるも
のも使用することが出来る。一般に好適に使用さ
れる代表的なものを例示すれば次の通りである。 一般に好適に使用される窒化硼素粉末は、窒化
硼素の純度が99.0重量％以上で、平均粒子径が5μ
ｍ以下のものである。また該窒化硼素粉末の製法
も特に限定されず公知の方法が採用出来る。 例えば、 (1) 尿素の存在下にH3BO3又はNa2B4O7をNH3
雰囲気中で500〜950℃で加熱して製造する方
法、 (2) BCl3とNH3とを反応させて製造する方法、 (3) Fe−Ｂ合金を500〜1400℃の温度で加熱し、
その後Feを例えば酸で溶解除去する方法、 等が採用出来る。 また前記周期律表第ａ族金属及び第ａ族金
属から選ばれた少くとも一種の金属化合物は特に
限定されず公知のものを使用出来る。特に好適に
使用される代表的なものを例示すると次ぎの通り
である。該周期律表第ａ族からなる金属として
は一般にベリリウム、カルシウム、ストロンチウ
ム、バリウム等が好適である。また周期律表第
ａ族からなる金属としてはイツトリウム又はラン
タン族金属が好適に使用され、より具体的に挙げ
ればイツトリウム、ランタン、セリウム、プラセ
オシウム、ネオジウム、プロメシウム、サマリウ
ム、ユーロビウム、カドリニウム、テルビウム、
ジスブロシウム、ホルミニウム、エルビウム、ツ
リウム、イツテルビウム、ルテチウム等特にイツ
トリウム、ランタン、セリウム、ネオジウム等が
好適である。これらの周期律表第ａ族又は第
ａ族よりなる金属化合物は特に限定されず窒化ア
ルミニウム粉末及び／又は窒化硼素粉末の焼結助
剤として公知の前記金属化合物が使用出来る。一
般には例えば硝酸塩、炭酸塩、塩化物、酸化物等
の化合物が好適に使用される。上記金属化合物の
硝酸塩を用いる場合は酸素含有ガス雰囲気下の加
熱によつて亜硝酸塩となるが、炭酸塩、塩化物は
酸化物となる。 また前記周期律表第ａ族金属及び第ａ族金
属から選ばれた少くとも一種の金属化合物の使用
量は該焼結助剤を酸化物に換算して複合焼結体中
に0.01〜５重量％、好ましくは0.05〜４重量％と
なる範囲から選べばよい。これらの添加量は複合
焼結体中の酸素含有量、不純物の含有量あるいは
複合焼結体に要求される性状等によつて異なるの
で予めこれらの性状に応じて好適な使用量を決定
すればよい。 また前記複合焼結体を得るに際し、前記原料以
外に結合剤、解膠剤、可塑剤等の添加混合は必要
におおじて適宜採用して実施することができる。 本発明の原料化合物必要におおじて上記添加物
の混合方法は特に限定されず公知の方法を採用す
ればよい。例えば、前記窒化アルミニウム粉末の
製造方法で述べた湿式混合方法が好適に採用出来
るし、液体分散媒体を使用しない乾式混合方法を
採用することも出来る。また混合装置についても
特に限定されず公知のものをそのまま使用すれば
よい。もちろん前記したように混合時に不純物の
混入を避けるため前記の高純度アルミナ、窒化ア
ルミニウム等の材質の装置を使用するか該装置の
原料と接する内面をプラスチツクでコーテイング
する手段は適宜実施出来る。 前記のようにして得られる原料混合物は、必要
におおじ乾燥後、不活性雰囲気下例えば窒素ガス
雰囲気下且つ加圧下あるいは常圧下に焼結するこ
とによつて本発明の複合焼結体となる。 一般に上記焼結条件は公知の焼結条件から選び
実施すればよいが、通常は、焼結温度としては
1500〜2100℃の温度を、また加圧下に焼結すると
きの圧力は20〜500Kg／cm2の圧力を選べば好適で
ある。 本発明で得られるマシーナブルセラミツク複合
焼結体は高強度、高熱伝導性等のすぐれた特性を
有すだけでなく、切削加工ができる、いわゆるマ
シーナブルセラミツクとしての性状をも発揮す
る。このような特性を本発明のような簡単な手段
で得ることが出来ることは驚異的なことで、本発
明が寄与する利点は計り知れないものである。 本発明を更に詳細に説明するため以下実施を挙
げて説明するが本発明はこれらの実施例に限定さ
れるものではない。 実施例 １ 純度99.99％（不純物分析値は表１に示す）で、
平均粒子径が0.52μｍで3μｍ以下の粒子の含有割
合が95容量％のアルミナ100重量部と、灰分0.08
重量％で平均粒子径が0.45μｍのカーボンブラツ
ク50重量部とを、ナイロン製ボツトとボールを用
いエタノールを液体分散媒体として湿式混合で均
一にボールミル混合した。 このようにして得られた混合物を乾燥後、高純
度黒鉛製平皿に入れ電気炉内に高純度窒素ガスを
３／分で連続的に供給しながら1600℃の温度で
６時間加熱した。 このようにして得られた反応混合物を空気中で
750℃の温度で４時間加熱し、未反応のカーボン
を酸化除去した。 得られた白色の粉はＸ−線回析分析の結果、単
相のAlNであり、Al2O3の回析ピークはなかつ
た。また該粉末の平均粒子径を粒度分布測定器
（堀場製作所製CAPA−500）を用いて測定した結
果1.31μｍであり、3μｍ以下の粒子が90容量％を
占めた。走査型電子顕微鏡による観察では、この
粉末は平均0.7μｍ程度の均一な粒子であつた。ま
た比表面積の測定値は4.0m2／ｇであつた。この
粉末の分析値を第２表に示す。 表１ Al2O3粉末分析値 Al2O3含有量 99.99％ 元 素 含有量（PPM） Mg ＜５ Cr ＜10 Si 30 Zn ＜５ Fe 22 Cu ＜５ Ca ＜20 Ni 15 Ti ＜５ 表 ２ AlN粉末分析値 AlN含有量 97.8％ 元 素 含有量（PPM） Mg ＜５ Cr 21 Si 125 Zn ９ Fe 20 Cu ＜５ Mn ５ Ni 27 Ti ＜５ Co ＜５ Al 64.8（wt％） Ｎ 33.4（wt％） Ｏ 1.1（wt％） Ｃ 0.11（wt％） 上記の窒化アルミニウム粉末80重量部と、平均
粒子径2.5μｍ、粒径5μｍ以下の粒子の割合が95容
量％で、且つ純度99.5％の六方晶窒化硼素粉末20
重量部と、硝酸カルシウム四水塩8.4重量部とを、
ナイロン製ボツトとナイロン・コーテイングした
ボールを用い、エタノールを分散媒体として均一
にボールミル混合いた。得られたスラリーを、乾
燥器内で60℃24時間乾燥を行なつた。 上記混合粉末12ｇを、窒化硼素粉末を内面に塗
布した内径40mmの黒鉛型中で、200Kg／cm2の加圧
下、１気圧の窒素中に於いて2000℃３時間加圧焼
結した。得られた焼結体は、やや黄色がかつた白
色であつた。この焼結体は、Ｘ線回折により、窒
化アルミニウムと六方晶窒化硼素の２組から成つ
ていることが伴つた。またアルキメデス法で測定
した密度は2.96ｇ／cm3であつた。 上記焼結体から、約３mm角、長さ約40mmの試験
片を切り出し、1500番のサンドペーパーで磨いた
後、曲げ強度を測定した。測定条件はクロス・ヘ
ツド・スピード１mm／分、スパン20mmの３点曲げ
とした。測定値より計算された曲げ強度の平均値
は35Kg／ｍm2であつた。 また曲げ強度測定に供したと同様に、約３mm
角、長さ17mmの角柱状試験片を作成し、理学電機
製熱機械分析装置（CN8098D2）を用いて、室温
より800℃までの熱膨張率を昇温速度５℃／分、
荷重10ｇで測定した。室温より400℃、室温よ600
℃、室温より800℃に於ける平均線膨張率は、そ
れぞれ4.2X10-6、4.7X10-6、5.0X10-6であつた。 更に上記焼結体から直径10mm、厚さ2.5mmの試
験片を切り出し、理学電機製レーザ・フラツシユ
法熱定数測定装置（PS−７）を用いて、室温に
おける熱定数を測定した。その結果、熱伝導率は
85W／m.Kであることが判明した。 一方実施例で得られた複合焼結体の加工性を調
べたところ、超硬ドリルによる穿孔、超硬バイト
による高速切削のいずれも容易に行なえ、快削性
であることが判つた。 尚、図１は本実施例で得られた複合焼結体の機
械的破断面の走査型電子顕微鏡写真（倍率1000
倍）である。 図１の写真から焼結体は多角形状の窒化アルミ
ニウムの結晶粒の粒界面の一部又は全部に薄層状
の窒化硼素結晶粒が介在して全体が緊密な焼結体
となつていることが解る。なお多角形状の粒子が
窒化アルミニウムで薄層状の粒子が窒化硼素であ
ることは、Ｘ線マイクロアナライザーによるアル
ミニウム及びホウ素のＸ線像写真と走査型電子顕
微鏡写真との対応によつて確認される。 実施例 ２〜５ 実施例１に於いて、窒化アルミニウム粉末と六
方晶窒化硼素粉末の混合割合を表３に示すように
変えた以外は実施例１と同様にして実施した。そ
の結果を表３に示す。
【表】
実施例 ６〜８
実施例１に於いて、硝酸カルシウム四水塩の混
合割合を表４に示すように或いは硝酸カルシウム
四水塩を表４に示すよう硝酸バリウムに変えた以
外は実施例１と同様にして実施した。その結果を
表４に示す。
合割合を表４に示すように或いは硝酸カルシウム
四水塩を表４に示すよう硝酸バリウムに変えた以
外は実施例１と同様にして実施した。その結果を
表４に示す。
【表】
実施例 ９〜11
実施例１に於いて、硝酸カルシウム四水塩を表
５に示す周期律表第ａ族金属化合物に変え、混
合割合はそれぞれの酸化物換算で４重量部となる
ようにして、それ以外は実施例１と同様にして実
施した。その結果は表５に示す通りであつた。
５に示す周期律表第ａ族金属化合物に変え、混
合割合はそれぞれの酸化物換算で４重量部となる
ようにして、それ以外は実施例１と同様にして実
施した。その結果は表５に示す通りであつた。
【表】
実施例 12
実施例７で得たのと同一組成の混合粉末12ｇを
内径55mmの金型に入れ、200Kg／cm2の圧力で１軸
プレスした後、2000Kg／cm2の圧力静水圧プレスし
て円板状の成型体とした。 この成型を窒化硼素製容器に入れ、一気圧の窒
素中で1900℃、３時間焼成した。得られた焼結体
は白色で、密度は2.9ｇ／cm3であつた。 実施例１と同様にして上記焼結体の物性を測定
した結果、曲げ強度は31Kg／mm2であつた。また室
温より400℃、室温より600℃、室温より800℃に
於ける平均線膨張率は、それぞれ4.0X10-6、
4.6X10-6、4.8X10-6であつた。 一方実施例１と同様に上記焼結体の加工性調べ
た結果、実施例１で得たものと同様に快削性であ
ることが判つた。 実施例 13 実施例１に於いて、窒化アルミニウム粉末とし
て、金属アルミニウムを窒化した後粉砕すること
により製造された粉末を用いた以外は実施例１と
同様にして実施した。使用した窒化アルミニウム
粉末の平均粒子径は2.5μｍ、粒径3μｍ以下の粒子
の割合は50容量％、酸素含有量2.5重量％、陽イ
オン不純物は0.35重量％であつた。 得られた焼結体は灰色で、ところどころ白い斑
点が見られた。また密度は2.95ｇ／cm3であつた。 実施例１と同様に上記焼結体の物性を測定した
ところ、曲げ強度は25Kg／mm2であつた。また室温
より400℃、室温より600℃、室温より800℃に於
ける平均線膨張率は、それぞれ4.2X10-6、
4.7X10-6、5.0X10-6であつた。また熱伝導率は
35W／mKであつた。 一方実施例１と同様にして上記焼結体の加工性
を調べたところ、精密加工性はやや劣るものの実
施例１で得たものと同様に快削性であつた。 比較例 実施例１において、六方晶窒化硼素粉末を立方
晶窒化硼素粉末に代えた以外は同様にして複合焼
結体を得た。 得られた複合焼結体の切削加工性を実施例１と
同様にして調べたところ、超硬ドリル及び超硬バ
イトのいずれも花火を出してすぐに摩耗するた
め、切削加工は不可能であつた。
内径55mmの金型に入れ、200Kg／cm2の圧力で１軸
プレスした後、2000Kg／cm2の圧力静水圧プレスし
て円板状の成型体とした。 この成型を窒化硼素製容器に入れ、一気圧の窒
素中で1900℃、３時間焼成した。得られた焼結体
は白色で、密度は2.9ｇ／cm3であつた。 実施例１と同様にして上記焼結体の物性を測定
した結果、曲げ強度は31Kg／mm2であつた。また室
温より400℃、室温より600℃、室温より800℃に
於ける平均線膨張率は、それぞれ4.0X10-6、
4.6X10-6、4.8X10-6であつた。 一方実施例１と同様に上記焼結体の加工性調べ
た結果、実施例１で得たものと同様に快削性であ
ることが判つた。 実施例 13 実施例１に於いて、窒化アルミニウム粉末とし
て、金属アルミニウムを窒化した後粉砕すること
により製造された粉末を用いた以外は実施例１と
同様にして実施した。使用した窒化アルミニウム
粉末の平均粒子径は2.5μｍ、粒径3μｍ以下の粒子
の割合は50容量％、酸素含有量2.5重量％、陽イ
オン不純物は0.35重量％であつた。 得られた焼結体は灰色で、ところどころ白い斑
点が見られた。また密度は2.95ｇ／cm3であつた。 実施例１と同様に上記焼結体の物性を測定した
ところ、曲げ強度は25Kg／mm2であつた。また室温
より400℃、室温より600℃、室温より800℃に於
ける平均線膨張率は、それぞれ4.2X10-6、
4.7X10-6、5.0X10-6であつた。また熱伝導率は
35W／mKであつた。 一方実施例１と同様にして上記焼結体の加工性
を調べたところ、精密加工性はやや劣るものの実
施例１で得たものと同様に快削性であつた。 比較例 実施例１において、六方晶窒化硼素粉末を立方
晶窒化硼素粉末に代えた以外は同様にして複合焼
結体を得た。 得られた複合焼結体の切削加工性を実施例１と
同様にして調べたところ、超硬ドリル及び超硬バ
イトのいずれも花火を出してすぐに摩耗するた
め、切削加工は不可能であつた。
図１は実施例１で用いた窒化アルミニウム焼結
体の機械的な破断面の焼結体粒子の粒子構造を現
わす走査型電子顕微鏡写真である。
体の機械的な破断面の焼結体粒子の粒子構造を現
わす走査型電子顕微鏡写真である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 窒化アルミニウム50〜97重量％、六方晶窒化
硼素３〜50重量％及び該窒化アルミニウム及び六
方晶窒化硼素の合計量に対して、0.01〜10重量％
の周期律表第ａ族金属又は第ａ族金属より選
ばれた少なくとも一種の金属化合物からなり、機
械的な破断面が、多角状の結晶粒が充填され、そ
の充填された粒子の粒界面の一部又は全部に薄層
状の結晶粒が介在した状態で構成されている複合
焼結体。 ２ 金属化合物が酸化物又は亜硝酸塩である特許
請求の範囲第１項記載の複合焼結体。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59048092A JPS60195059A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | 複合焼結体 |
| DE8585102890T DE3584685D1 (de) | 1984-03-15 | 1985-03-13 | Gesinterte nitridverbundkoerper. |
| EP85102890A EP0154992B1 (en) | 1984-03-15 | 1985-03-13 | Composite nitride sintered body |
| US06/711,215 US4642298A (en) | 1984-03-15 | 1985-03-13 | Composite nitride sintered body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59048092A JPS60195059A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | 複合焼結体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60195059A JPS60195059A (ja) | 1985-10-03 |
| JPH0475190B2 true JPH0475190B2 (ja) | 1992-11-30 |
Family
ID=12793671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59048092A Granted JPS60195059A (ja) | 1984-03-15 | 1984-03-15 | 複合焼結体 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4642298A (ja) |
| EP (1) | EP0154992B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60195059A (ja) |
| DE (1) | DE3584685D1 (ja) |
Families Citing this family (38)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0717453B2 (ja) * | 1985-11-28 | 1995-03-01 | 京セラ株式会社 | 窒化アルミニウム質焼結体およびその製造方法 |
| US5242872A (en) * | 1986-07-18 | 1993-09-07 | Tokuyama Soda Kabushiki Kaisha | Process for producing aluminum nitride sintered body |
| JPH0717455B2 (ja) * | 1986-07-18 | 1995-03-01 | 株式会社トクヤマ | 窒化アルミニウム焼結体の製造方法 |
| US5164263A (en) * | 1986-09-04 | 1992-11-17 | E. I. Du Pont De Nemours & Co. | Aluminum nitride flakes and spheres |
| JPH0617270B2 (ja) * | 1987-04-01 | 1994-03-09 | 工業技術院長 | 窒化硼素常圧焼結体 |
| WO1988008831A1 (en) * | 1987-05-12 | 1988-11-17 | Kabushiki Kaisha Kouransha | Boron nitride ceramics and molten metal container composed of members made of said ceramics |
| EP0308873B1 (en) * | 1987-09-22 | 1993-08-04 | Nippon Steel Corporation | Ceramic composite and process for preparation thereof |
| JPH0745344B2 (ja) * | 1988-06-03 | 1995-05-17 | 新日本製鐵株式会社 | 異方性を有するＢＮ−Ａ▲ｌ▼Ｎ系焼結体およびその製造方法 |
| JPH01131069A (ja) * | 1987-11-14 | 1989-05-23 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 複合常圧焼結成形体 |
| US4764489A (en) * | 1987-12-10 | 1988-08-16 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Preparation of mixed boron and aluminum nitrides |
| JP2949586B2 (ja) * | 1988-03-07 | 1999-09-13 | 株式会社日立製作所 | 電導材及びその製造法 |
| US4870036A (en) * | 1988-03-08 | 1989-09-26 | Allied-Signal Inc. | High strength silicon nitride |
| US4994219A (en) * | 1988-03-08 | 1991-02-19 | Allied-Signal Inc. | Method for forming a high strength silicon nitride |
| US5356578A (en) * | 1988-08-08 | 1994-10-18 | Kawasaki Steel Corporation | Mold for slip casting and method of slip casting |
| WO1990002717A1 (en) * | 1988-09-02 | 1990-03-22 | The Dow Chemical Company | Increasing aluminum nitride thermal conductivity via pre-densification treatment |
| WO1990002716A1 (en) * | 1988-09-02 | 1990-03-22 | The Dow Chemical Company | Increasing aluminum nitride thermal conductivity via vapour-phase carbon |
| US5830570A (en) * | 1989-12-19 | 1998-11-03 | Kyocera Corporation | Aluminum nitride substrate and process for preparation thereof |
| US4983340A (en) * | 1989-12-28 | 1991-01-08 | Union Carbide Coatings Service Technology Corporation | Method for forming a high density metal boride composite |
| US5457075A (en) * | 1993-05-11 | 1995-10-10 | Hitachi Metals, Ltd. | Sintered ceramic composite and molten metal contact member produced therefrom |
| CA2171548A1 (en) * | 1993-07-12 | 1995-01-26 | Junhong Zhao | Aluminum nitride sintered body with high thermal conductivity and its preparation |
| US5773377A (en) * | 1993-12-22 | 1998-06-30 | Crystalline Materials Corporation | Low temperature sintered, resistive aluminum nitride ceramics |
| US5424261A (en) * | 1993-12-22 | 1995-06-13 | The Carborundum Company | Low temperature sintering route for aluminum nitride ceramics |
| US5541145A (en) * | 1993-12-22 | 1996-07-30 | The Carborundum Company/Ibm Corporation | Low temperature sintering route for aluminum nitride ceramics |
| US5594931A (en) * | 1995-05-09 | 1997-01-14 | Newcomer Products, Inc. | Layered composite carbide product and method of manufacture |
| KR100436870B1 (ko) * | 1995-07-19 | 2004-08-12 | 가부시끼가이샤 도꾸야마 | 질화알루미늄 접합 구조체 |
| CA2252113A1 (en) * | 1997-10-29 | 1999-04-29 | Yoshihiko Numata | Substrate and process for producing the same |
| TW437010B (en) | 1998-09-08 | 2001-05-28 | Siemens Ag | A layer-arrangement with a material-layer and a diffusion-barrier against diffusable material-components |
| US6645612B2 (en) | 2001-08-07 | 2003-11-11 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | High solids hBN slurry, hBN paste, spherical hBN powder, and methods of making and using them |
| US6837915B2 (en) | 2002-09-20 | 2005-01-04 | Scm Metal Products, Inc. | High density, metal-based materials having low coefficients of friction and wear rates |
| US7494635B2 (en) | 2003-08-21 | 2009-02-24 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | Boron nitride agglomerated powder |
| TWI276618B (en) | 2003-09-25 | 2007-03-21 | Sumitomo Metal Ind | Machinable ceramic |
| US7503825B2 (en) * | 2004-05-21 | 2009-03-17 | Osram Sylvania Inc. | Aluminum nitride arc discharge vessel having high total transmittance and method of making same |
| US7300489B2 (en) * | 2004-06-10 | 2007-11-27 | Hoeganaes Corporation | Powder metallurgical compositions and parts made therefrom |
| JP2008024530A (ja) * | 2006-07-18 | 2008-02-07 | Toto Ltd | 快削性セラミックス焼結体及びプローブガイド部品 |
| US7799269B2 (en) * | 2007-09-25 | 2010-09-21 | Osram Sylvania Inc. | Method of sintering AIN under a methane-containing nitrogen atmosphere |
| JP5568822B2 (ja) * | 2010-03-30 | 2014-08-13 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 複合焼結体 |
| GB201307804D0 (en) * | 2013-04-30 | 2013-06-12 | Element Six Ltd | Composite material, articles comprising same and method for making same |
| US11407638B2 (en) * | 2016-12-26 | 2022-08-09 | Tokuyama Corporation | Hexagonal boron nitride powder and production process therefor |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56164075A (en) * | 1980-05-16 | 1981-12-16 | Mitsubishi Metal Corp | Tenacious and friction-resistant cubic boron nitride base super high pressure sintered material |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3108887A (en) * | 1959-05-06 | 1963-10-29 | Carborundum Co | Refractory articles and method of making same |
| DE1289712C2 (de) * | 1965-08-11 | 1973-12-13 | Kempten Elektroschmelz Gmbh | Verdampfer fuer das Vakuumaufdampfen von Metallschichten auf Werkstoffe |
| GB1377487A (en) * | 1970-12-23 | 1974-12-18 | Tokyo Shibaura Electric Co | Heat resistant composite materials |
| US3854967A (en) * | 1972-07-25 | 1974-12-17 | Kempten Elektroschmelz Gmbh | High temperature- and corrosion-resistant material |
| SU640986A1 (ru) * | 1976-12-01 | 1979-01-05 | Ордена Трудового Красного Знамени Институт Проблем Материаловедения Ан Украинской Сср | Шихта дл изготовлени керамического материала |
| SU640896A1 (ru) * | 1977-05-10 | 1979-01-05 | Kuzmin Nikolaj Ivanovich | Синусоидальный движитель транспортного средства |
| JPS57181356A (en) * | 1981-04-30 | 1982-11-08 | Hitachi Ltd | Sintered aluminum nitride body with high heat conductivity |
| JPS5837273B2 (ja) * | 1981-05-18 | 1983-08-15 | 日本碍子株式会社 | 立方晶型窒化硼素焼結体の製造法 |
| JPS5832073A (ja) * | 1981-08-21 | 1983-02-24 | 株式会社日立製作所 | 焼結体 |
| JPS5855377A (ja) * | 1981-09-28 | 1983-04-01 | 株式会社東芝 | 窒化アルミニウム焼結体の製造方法 |
| DE3333406A1 (de) * | 1982-09-17 | 1984-03-22 | Tokuyama Soda K.K., Tokuyama, Yamaguchi | Feines aluminiumnitridpulver, verfahren zu seiner herstellung und es enthaltendes mittel |
| DE3248103C1 (de) * | 1982-12-24 | 1987-11-12 | W.C. Heraeus Gmbh, 6450 Hanau | Tiegel zum Ziehen von Einkristallen |
-
1984
- 1984-03-15 JP JP59048092A patent/JPS60195059A/ja active Granted
-
1985
- 1985-03-13 EP EP85102890A patent/EP0154992B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-03-13 US US06/711,215 patent/US4642298A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-03-13 DE DE8585102890T patent/DE3584685D1/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56164075A (en) * | 1980-05-16 | 1981-12-16 | Mitsubishi Metal Corp | Tenacious and friction-resistant cubic boron nitride base super high pressure sintered material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4642298A (en) | 1987-02-10 |
| EP0154992A2 (en) | 1985-09-18 |
| EP0154992B1 (en) | 1991-11-21 |
| DE3584685D1 (de) | 1992-01-02 |
| EP0154992A3 (en) | 1986-07-02 |
| JPS60195059A (ja) | 1985-10-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0475190B2 (ja) | ||
| US20090105062A1 (en) | Sintered Wear-Resistant Boride Material, Sinterable Powder Mixture, for Producing Said Material, Method for Producing the Material and Use Thereof | |
| JP2001080964A (ja) | 多結晶ＳｉＣ成形体、その製法及びそれからなる応用品 | |
| GB1590968A (en) | Silicon nitride | |
| CA2643211A1 (en) | Sintered material, sinterable powder mixture, method for producing said material and use thereof | |
| KR102011586B1 (ko) | 다결정성 연마 구조물 | |
| US8426330B2 (en) | Boron suboxide composite material | |
| EP0261064B1 (en) | An improved method for producing composite ceramic structure using dross | |
| KR20100107478A (ko) | 고용체 탄화물 및 탄질화물 분말 제조방법 | |
| US4874725A (en) | High-density sintered article of silicon carbid | |
| JPH04223808A (ja) | 窒化珪素系焼結体工具 | |
| JPS63260868A (ja) | 窒化アリミニウムの焼結体およびその製法 | |
| JPH0448752B2 (ja) | ||
| JPH0451512B2 (ja) | ||
| JPH0455996B2 (ja) | ||
| JP2690571B2 (ja) | ジルコニア系切削工具とその製造法 | |
| JP3979680B2 (ja) | 窒化ケイ素質焼結体用窒化ケイ素粉末ならびに窒化ケイ素質焼結体およびその製造方法 | |
| JP2000033467A (ja) | 多層構造のスリーブ | |
| JPS59207814A (ja) | 窒化アルミニウム粉末 | |
| JPS62270468A (ja) | 窒化アルミニウム質焼結体 | |
| JPS6230665A (ja) | 高温強度にすぐれた焼結体 | |
| JPH0122224B2 (ja) | ||
| JPH0466831B2 (ja) | ||
| JPH0122223B2 (ja) | ||
| JPH0379308B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |