JPH05294716A - Ceramic composite material and production thereof - Google Patents
Ceramic composite material and production thereofInfo
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- JPH05294716A JPH05294716A JP4126704A JP12670492A JPH05294716A JP H05294716 A JPH05294716 A JP H05294716A JP 4126704 A JP4126704 A JP 4126704A JP 12670492 A JP12670492 A JP 12670492A JP H05294716 A JPH05294716 A JP H05294716A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、特殊構造を有する高強
度セラミックス複合材料及びその製造方法に関する。さ
らに、詳しくは耐熱性、耐蝕性、耐摩耗性を有する放電
加工可能な構造材料として好適な高強度、高靱性複合セ
ラミックス材料及びその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high strength ceramic composite material having a special structure and a method for producing the same. More specifically, it relates to a high-strength, high-toughness composite ceramic material suitable as an electric discharge machineable structural material having heat resistance, corrosion resistance, and wear resistance, and a method for producing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】Ａｌ2 Ｏ3 は、易焼結性で耐熱性、耐蝕
性、電気絶縁性等に優れた特性を有しているため、古く
から工業材料として広範な用途に利用されてきたが、強
度、破壊靱性、耐熱衝撃性が低いという欠点を持ってい
る。そのために、これらの欠点を複合化、例えばＡｌ2
Ｏ3 粒子中に第２相として、ＳｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 等を分
散することにより改善しようとする試みがなされてきた
が、それらの材料開発の大多数は、ミクロンレベルの複
合化が中心であり、その特性改善には限界があった。 2. Description of the Related Art Al 2 O 3 has been widely used as an industrial material for a long time since it is easy to sinter and has excellent heat resistance, corrosion resistance and electric insulation. However, it has the drawback of low strength, fracture toughness, and thermal shock resistance. To that end, these disadvantages are compounded, for example Al 2
Attempts have been made to improve it by dispersing SiC, Si 3 N 4, etc. as a second phase in O 3 particles, but most of the material developments for these materials have focused on micron-level compounding. However, there was a limit to improving the characteristics.
【０００３】これらの分散粒子、ウィスカーの複合化に
より破壊靱性は、分散粒子がＡｌ2Ｏ3 の粒界に偏在す
るために生じるクラック偏向、あるいはウィスカーの引
き抜き等により改善されている。Fracture toughness is improved by compounding these dispersed particles and whiskers by crack deflection caused by uneven distribution of dispersed particles at the grain boundaries of Al 2 O 3 , or by pulling out whiskers.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなク
ラック偏向、あるいはウィスカーの引き抜き等により破
壊靱性を改善するという考えでは、破壊の発生源である
粒界の欠陥は変化がなく、したがって粒界の欠陥は残存
しているため、大幅な強度向上は望めなかった。また、
Ａｌ2 Ｏ3 のようなセラミックス焼結体は、異方性粒子
でマトリックスが形成されており、粒子境界で隣接粒子
の熱膨張差により歪が発生し、このために、粒界が破壊
源となり、強度低下になるという欠点を有する。However, in the idea of improving the fracture toughness by such crack deflection or whisker pulling out, the defect of the grain boundary which is the source of the fracture does not change, and therefore the grain boundary is not changed. Since the defect of (1) remains, it is not possible to expect a significant improvement in strength. Also,
In a ceramic sintered body such as Al 2 O 3 , a matrix is formed with anisotropic particles, and strain is generated at the grain boundary due to the difference in thermal expansion between adjacent particles. Therefore, the grain boundaries serve as fracture sources. However, it has a drawback that the strength is lowered.
【０００５】そこで、本発明者等は、上記のような欠点
を解消するため、Ａｌ2 Ｏ3 結晶粒内にＺｒＢ2 粒子を
分散複合化することにより、Ａｌ2 Ｏ3 セラミックスの
機械的特性を改善し、さらにＺｒＢ2 の優れた特性を付
与した高靱性・高強度のセラミックス複合材料が得られ
ることを見出し、ここに本発明を完成した。Therefore, in order to solve the above-mentioned drawbacks, the inventors of the present invention dispersed the ZrB 2 particles into Al 2 O 3 crystal grains to form a composite compound, thereby improving the mechanical properties of the Al 2 O 3 ceramics. It has been found that a ceramic composite material with improved toughness and high strength, which is further improved and has excellent characteristics of ZrB 2 , can be obtained, and the present invention has been completed here.
【０００６】したがって、本発明の目的は、Ａｌ2 Ｏ3
セラミックスの機械的特性を改善し、さらにＺｒＢ2 の
優れた特性を付与した高靱性・高強度のセラミックス複
合材料を提供することにある。Therefore, the object of the present invention is to provide Al 2 O 3
An object of the present invention is to provide a ceramic composite material having high toughness and high strength, which has improved mechanical properties of ceramics and further has excellent properties of ZrB 2 .
【０００７】さらに本発明のもう一つの目的は、耐熱材
料、耐摩耗部材、切削工具材料、耐蝕性材料において、
組織構造制御により耐熱衝撃性のある、また、使用時の
破壊特性が著しく改善されたセラミックス複合材料を提
供することにある。さらに本発明のもう一つの目的は、
焼結過程で緻密に焼結され、いっそう優れた上記特性が
得られるセラミックス複合材料の製造方法を提供するこ
とにある。Still another object of the present invention is to provide a heat resistant material, a wear resistant member, a cutting tool material, and a corrosion resistant material,
It is an object of the present invention to provide a ceramics composite material having a thermal shock resistance by controlling the structure of a structure and having a remarkably improved fracture characteristic during use. Still another object of the present invention is to
It is an object of the present invention to provide a method for producing a ceramic composite material, which is densely sintered in the sintering process and can obtain the more excellent characteristics described above.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の上記各目的は、
以下の構成要件からなる発明によってそれぞれ達成され
る。 （１）Ａｌ2 Ｏ3 粒子とＺｒＢ2 粒子とからなるセラミ
ックス複合材料において、粒子径０．２μｍ〜１０μｍ
の結晶粒子を有するＡｌ2 Ｏ3 マトリックスの結晶粒内
にＺｒＢ2 粒子を５〜４０体積％分散させたことを特徴
とするセラミックス複合材料。The respective objects of the present invention are as follows.
The invention is achieved by the inventions having the following constitutional requirements. (1) In a ceramic composite material composed of Al 2 O 3 particles and ZrB 2 particles, a particle diameter of 0.2 μm to 10 μm
A ceramic composite material in which ZrB 2 particles are dispersed in the crystal grains of an Al 2 O 3 matrix having the crystal grains of 5 to 40% by volume.
【０００９】（２）粒径２μｍ以下のＺｒＢ2 を５〜４
０体積％、残部は粒径５μｍ以下のＡｌ2 Ｏ3 より成る
配合組成を有することを特徴とする前記第１項記載のセ
ラミックス複合材料。(2) 5 to 4 ZrB 2 having a particle size of 2 μm or less
The ceramic composite material according to the above item 1, characterized in that it has a compounding composition of 0% by volume and the balance being Al 2 O 3 having a particle diameter of 5 μm or less.
【００１０】（３）Ａｌ2 Ｏ3 とＺｒＢ2 を前記第２項
記載の配合組成で混合し、得られた混合物を成形した
後、該成形体を不活性雰囲気又は水素雰囲気で、１４０
０℃以上の温度で焼結することを特徴とするセラミック
ス複合材料の製造方法。(3) After mixing Al 2 O 3 and ZrB 2 in the composition as described in the above item 2 and molding the resulting mixture, the molded body is heated in an inert atmosphere or a hydrogen atmosphere at 140
A method for producing a ceramics composite material, comprising sintering at a temperature of 0 ° C. or higher.
【００１１】以下、本発明を更に詳しく説明する。本発
明によるセラミックス複合材料は、Ａｌ2 Ｏ3 マトリッ
クス中にＺｒＢ2粒子を分散したナノオーダーの複合化
を行うことにより、材料の機械的特性の改善を行うもの
である。即ち、本発明は、０．２〜１０μｍの結晶粒子
を有するＡｌ2 Ｏ3 マトリックス粒子中にＺｒＢ2 粒
子、特に粒子径２μｍ以下のＺｒＢ2粒子を均一に分散
させたことを特徴とするセラミックス複合材料であり、
これにより高靱性・高強度であり、かつ導電性を有する
セラミックス複合材料が得られる。The present invention will be described in more detail below. The ceramic composite material according to the present invention improves the mechanical properties of the material by performing a nano-order composite in which ZrB 2 particles are dispersed in an Al 2 O 3 matrix. That is, the present invention, ceramic composite, characterized in that ZrB 2 particles, so in particular uniformly disperse the following ZrB 2 particles having a particle diameter of 2μm to Al 2 O 3 matrix particles having crystal grains of 0.2~10μm Is the material
As a result, a ceramic composite material having high toughness, high strength, and electrical conductivity can be obtained.
【００１２】またＡｌ2 Ｏ3 とＺｒＢ2 、特に粒子径５
μｍ以下のＡｌ2 Ｏ3 粒子及び２μｍ以下のＺｒＢ2 粒
子の配合割合が、ＺｒＢ2 を５〜４０体積％、残部はＡ
ｌ2Ｏ3 より成る配合物を混合し、成形し、不活性雰囲
気又は水素雰囲気中で焼結することにより、焼結過程で
緻密に焼結され、靱性、強度がいっそう優れたものが得
られる。Al 2 O 3 and ZrB 2 , especially a particle size of 5
The mixing ratio of the Al 2 O 3 particles of μm or less and the ZrB 2 particles of 2 μm or less is 5 to 40% by volume of ZrB 2 , and the balance is A.
By mixing a mixture of 1 2 O 3 and molding, and sintering in an inert atmosphere or a hydrogen atmosphere, it is possible to obtain a finely sintered product with excellent toughness and strength during the sintering process. ..
【００１３】本発明は、マトリックスとしてＡｌ
2 Ｏ3 、分散粒子としてＺｒＢ2 を用いることが特徴で
ある。そして、この複合焼結体のＡｌ2 Ｏ3 結晶粒径
は、０．５〜１０μｍであり、Ａｌ2 Ｏ3 マトリックス
中にＺｒＢ2 粒子を均一に分散させた構造のものであ
る。その粉末原料としては、５μｍ以下のＡｌ2 Ｏ3 粒
子が好ましく用いられ、またＺｒＢ2 粒子としては、好
ましくは２μｍ以下のＺｒＢ2 粒子を用いて、これらを
混合し、成形、焼結することにより前記のセラミックス
複合材料が製造される。The present invention uses Al as a matrix.
The feature is that 2 O 3 and ZrB 2 are used as dispersed particles. The Al 2 O 3 crystal grain size of this composite sintered body is 0.5 to 10 μm, and the ZrB 2 particles are uniformly dispersed in the Al 2 O 3 matrix. As the powder material, 5 [mu] m following Al 2 O 3 particles is preferably used, and as the ZrB 2 particles, preferably using the following ZrB 2 particles 2 [mu] m, they were mixed, molded and sintered The ceramic composite material described above is manufactured.
【００１４】Ａｌ2 Ｏ3 粒子が粒径５μｍ以下の場合
は、５μｍから０．０５μｍが好ましい。また２μｍ以
下のＺｒＢ2 粒子を用いる場合は、２μｍから０．０５
μｍが好ましい。複合焼結体中のＡｌ2 Ｏ3 マトリック
ス粒子径を０．２〜１０μｍとする理由は、強度が大幅
に高くなる範囲であるためである。更にその粉末原料と
して用いるＡｌ2 Ｏ3 を５μｍ以下の粒子とする理由
は、焼結し易いためであり、粒子径２μｍ以下のＺｒＢ
2 を用いる理由は、Ａｌ2 Ｏ3 マトリックス結晶粒内に
取り込まれ易いこと、そして、マイクロクラックが発生
しない範囲であること等による。When the Al 2 O 3 particles have a particle size of 5 μm or less, it is preferably 5 μm to 0.05 μm. When using ZrB 2 particles having a particle size of 2 μm or less, 2 μm to 0.05
μm is preferred. The reason for setting the Al 2 O 3 matrix particle size in the composite sintered body to 0.2 to 10 μm is that the strength is in a range that is significantly increased. Further, the reason why the Al 2 O 3 used as the powder raw material is particles having a particle size of 5 μm or less is that it is easy to sinter, and ZrB particles having a particle size of 2 μm or less are used.
The reason for using 2 is that it is easily incorporated into the Al 2 O 3 matrix crystal grains and that it is within the range where microcracks do not occur.
【００１５】また、ＺｒＢ2 の添加量を５〜４０体積％
とする理由は、この配合組成の範囲では、焼結時におけ
るＡｌ2 Ｏ3 との相互間の結晶粒成長抑制作用が大き
く、焼結体の組織を微細化して、強度、破壊靱性及び高
温特性を高めるためである。本発明によるマトリックス
としてのＡｌ2 Ｏ3 は、焼結過程で緻密に焼結され、こ
の粒子内に分散相のＺｒＢ2 を均一に取り込むものであ
る。The amount of ZrB 2 added is 5 to 40% by volume.
The reason for this is that within the range of this composition, the effect of suppressing crystal grain growth between Al 2 O 3 and each other during sintering is large, and the structure of the sintered body is refined to improve strength, fracture toughness and high temperature characteristics. This is to increase Al 2 O 3 as a matrix according to the present invention is densely sintered in the sintering process and uniformly incorporates ZrB 2 in the dispersed phase in the particles.
【００１６】焼結は、不活性雰囲気又は水素雰囲気中で
ホットプレス焼結、常圧焼結あるいは、常圧焼結・ＨＩ
Ｐ（熱間等方圧プレス）により焼結するものである。特
に常圧焼結・ＨＩＰ（熱間等方圧プレス）は、複雑な形
状品を多量に製造できるので好ましい。ＨＩＰ（熱間等
方圧プレス）を用いる時のガス圧は、広範囲に用いられ
るが、特に１０００ｋｇ／ｃｍ2 〜２０００ｋｇ／ｃｍ
2 が好ましい。The sintering is carried out by hot press sintering, atmospheric pressure sintering, or atmospheric pressure sintering / HI in an inert atmosphere or a hydrogen atmosphere.
It is sintered by P (hot isostatic pressing). In particular, normal pressure sintering and HIP (hot isostatic pressing) are preferable because a large number of complicated shaped products can be manufactured. The gas pressure when using HIP (hot isostatic press) is widely used, but especially 1000 kg / cm 2 to 2000 kg / cm.
2 is preferred.
【００１７】焼結温度は１４００℃以上が望ましく、更
に望ましくは１４００℃から１６００℃である。不活性
雰囲気としては、ヘリウム、アルゴン、窒素等が用いら
れ、好ましくはアルゴンである。The sintering temperature is preferably 1400 ° C. or higher, more preferably 1400 ° C. to 1600 ° C. As the inert atmosphere, helium, argon, nitrogen or the like is used, preferably argon.
【００１８】本発明により得られるセラミックス複合材
料は耐熱材料として、切削工具、耐摩耗部材、耐熱衝撃
性を有する放電加工可能な構造材料として、特に好適で
ある。また導電性を有することにより例えば電極材料に
用いることができる。The ceramic composite material obtained by the present invention is particularly suitable as a heat resistant material, as a cutting tool, a wear resistant member, and a structural material having a heat shock resistance and capable of electrical discharge machining. Further, since it has conductivity, it can be used as an electrode material, for example.
【００１９】[0019]
【作用】本発明によるセラミックス複合材料は、Ａｌ2
Ｏ3 結晶粒内にＺｒＢ2 微粒子を分散することでＡｌ2
Ｏ3 とＺｒＢ2 の熱膨張係数の差により、マトリックス
には引張応力、分散粒子に圧縮応力が発生し、分散粒子
と周囲のマトリックスに局部的な応力場が形成される。
この応力場により、クラックは分散粒子の方向に誘導さ
れて、粒内破壊を生じ、進展するクラックをトラップす
る。The ceramic composite material according to the present invention is made of Al 2
By dispersing ZrB 2 fine particles in O 3 crystal grains, Al 2
Due to the difference in thermal expansion coefficient between O 3 and ZrB 2, a tensile stress is generated in the matrix and a compressive stress is generated in the dispersed particles, and a local stress field is formed in the dispersed particles and the surrounding matrix.
This stress field induces cracks in the direction of the dispersed particles, causing intragranular fracture and trapping the developing cracks.
【００２０】また、Ａｌ2 Ｏ3 結晶粒子が内部で、Ｚｒ
Ｂ2 粒子にピンニングされた転位によって細分された組
織になっている。このようにＺｒＢ2 微粒子の添加によ
り発生した応力場による粒内破壊への誘導及びＺｒＢ2
微粒子の粒界、粒内でのマトリックスの拡散抑制による
組織の微細化によって、破壊強度を改善しようとするも
のである。Further, Al 2 O 3 crystal grains are contained inside, and Zr
The texture is subdivided by dislocations pinned to B 2 grains. Induction of intragranular fracture by the stress field generated by the addition of ZrB 2 fine particles and ZrB 2
It is intended to improve the fracture strength by reducing the grain boundaries of the fine particles and the structure of the matrix by suppressing the diffusion of the matrix in the grains.
【００２１】この応力場によって、高温でのＡｌ2 Ｏ3
の強度低下の大きな原因であるＡｌ2 Ｏ3 結晶粒界のす
べりが抑制されるために高温強度が改善され、分散した
ＺｒＢ2 微粒子は、高温におけるＡｌ2 Ｏ3 中の転位移
動を阻害することにより、キャビテーションを抑制し、
Ａｌ2 Ｏ3 自身の高温変形も抑制される。破壊靱性につ
いても、分散粒子ＺｒＢ2 の周りに生じた応力場がクラ
ック先端を誘導し、クラック進展の経路を偏向すること
により改善される。Due to this stress field, Al 2 O 3 at high temperature
The high temperature strength is improved because the slippage of Al 2 O 3 crystal grain boundaries, which is a major cause of the decrease in strength of Al, is improved, and the dispersed ZrB 2 fine particles inhibit the dislocation movement in Al 2 O 3 at high temperature. Suppresses cavitation,
High temperature deformation of Al 2 O 3 itself is also suppressed. The fracture toughness is also improved by the stress field generated around the dispersed particles ZrB 2 inducing the crack tip and deflecting the crack propagation path.
【００２２】[0022]
【実施例】以下に本発明を実施例を挙げて更に詳しく説
明するが、本発明は、この実施例に限定されるものでは
ない。EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
【００２３】実施例 Ａｌ2 Ｏ3 には、住友化学社製α−Ａｌ2 Ｏ3 （ＡＫＰ
−５３、平均粒径０．２μｍ）、ＺｒＢ2 には日本新金
属社製ＺｒＢ2 の粉砕品（平均粒径０．５μｍ）を使用
した。Ａｌ2 Ｏ3 対して、ＺｒＢ2 を各々５〜４０体積
％の割合で添加し、エタノールを分散媒として、加圧攪
拌ミルで湿式混合を行った。これを十分に乾燥した後、
乾式ボールミルで解砕混合を１２時間行って、原料粉末
とした。Example As Al 2 O 3 , α-Al 2 O 3 (AKP manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. was used.
-53, average particle size 0.2 [mu] m), the ZrB 2 was used Japan New Metals Co. ZrB 2 the pulverized product (average particle size 0.5 [mu] m). ZrB 2 was added to Al 2 O 3 at a ratio of 5 to 40% by volume, and wet mixing was performed with a pressure stirring mill using ethanol as a dispersion medium. After drying this thoroughly,
It was crushed and mixed for 12 hours with a dry ball mill to obtain a raw material powder.
【００２４】この原料粉末を黒鉛ダイス（内径５０ｍ
ｍ）に充填し、ホットプレス装置（富士電波工業社製）
で焼結した。ホットプレス条件は、表１に記載の焼結温
度まで昇温させた後、１時間保持した。またプレス圧は
３０ＭＰａ、雰囲気ガスにはアルゴンガスを用いた。得
られた各種の焼結体は研削加工してＪｌＳ Ｒ１６０１
に準じた３×４×４０ｍｍの３点曲げ試験片の大きさと
した。A graphite die (inner diameter: 50 m)
m) and hot press machine (made by Fuji Denpa Kogyo Co., Ltd.)
Sintered with. The hot press conditions were such that the temperature was raised to the sintering temperature shown in Table 1 and maintained for 1 hour. The pressing pressure was 30 MPa, and the atmosphere gas was argon gas. The various sintered bodies obtained were ground and processed into JlS R1601.
The size of a 3-point bending test piece of 3 × 4 × 40 mm according to
【００２５】曲げ強度は、３点曲げ試験法により、荷重
速度０．５ｍｍ／ｍｉｎ、スパン長さ３０ｍｍ、室温及
び高温で強度を測定した。破壊靱性は荷重５Ｋｇ重、保
持時間１０秒で、ＩＦ法により測定した。表１にＡｌ2
Ｏ3 とＺｒＢ2 の組成配合による曲げ強度、破壊靱性等
の特性の変化を示す。The bending strength was measured by a three-point bending test method at a load rate of 0.5 mm / min, a span length of 30 mm, room temperature and high temperature. The fracture toughness was measured by the IF method under a load of 5 kg and a holding time of 10 seconds. Al 2 in Table 1
The changes in properties such as bending strength and fracture toughness due to the composition combination of O 3 and ZrB 2 are shown.
【００２６】[0026]
【表１】 [Table 1]
【００２７】表１から明らかなように、曲げ強度は、Ｚ
ｒＢ2 添加量５〜４０体積％で大幅に向上した。破壊靱
性もＺｒＢ2 添加量１５〜４０体積％で向上した。破壊
靱性は、ＺｒＢ2 添加により分散粒子ＺｒＢ2 の周りに
生じた応力場がクラック先端を誘導し、クラック偏向に
より改善された。As is clear from Table 1, the bending strength is Z
It was significantly improved when the amount of rB 2 added was 5 to 40% by volume. The fracture toughness was also improved by adding ZrB 2 in an amount of 15 to 40% by volume. Fracture toughness, stress field generated around the dispersed particles ZrB 2 by ZrB 2 addition induces crack tip, which is improved by crack deflection.
【００２８】ＺｒＢ2 を分散した複合焼結体の曲げ強度
及び破壊靱性測定後の破面の観察より、クラックは分散
したＺｒＢ2 によって、かなり複雑な経路を辿って進展
していることがわかる。また曲げ強度は、応力場による
粒内破壊の誘導とマトリックスの拡散抑制による組織の
微細化により大幅に改善されていることがわかる。[0028] than the observation of the fracture surface of the bending after strength and fracture toughness measurements ZrB 2 the dispersed composite sintered body, cracking by ZrB 2 dispersed, it can be seen that the progress follows a rather complicated path. It is also seen that the bending strength is greatly improved by the induction of intragranular fracture due to the stress field and the refinement of the structure by suppressing the diffusion of the matrix.
【００２９】図１は本発明のセラミックス複合材料の微
細組織を撮影した透過型電子顕微鏡写真を模写図で示し
たもので、Ａｌ2 Ｏ3 結晶粒内にＺｒＢ2 が分散してい
ることがわかる。次に、表２はＡｌ2 Ｏ3 に１０％のＺ
ｒＢ2 を添加した複合焼結体の高温における曲げ強度
（高温強度）の変化を示す。FIG. 1 is a transmission electron micrograph showing a microstructure of the ceramic composite material of the present invention, which is a schematic view showing that ZrB 2 is dispersed in Al 2 O 3 crystal grains. .. Next, Table 2 shows that Al 2 O 3 contains 10% Z
4 shows changes in bending strength (high temperature strength) at high temperature of a composite sintered body to which rB 2 was added.
【００３０】[0030]
【表２】 [Table 2]
【００３１】表２から明らかなように、Ａｌ2 Ｏ3 単相
では、高温になると著しい強度低下を生じるが、ＺｒＢ
2 を１０％添加した複合焼結体では、１０００℃まで室
温と同程度の強度が維持され、１２００℃でも７００Ｍ
Ｐａ以上の強度が維持された。更に表３は、ＺｒＢ2 の
添加量による比抵抗の変化を示したものである。As is clear from Table 2, in the Al 2 O 3 single phase, the strength is remarkably reduced at high temperature, but ZrB
The composite sintered body containing 10% of 2 maintains the same strength as room temperature up to 1000 ° C, and 700M even at 1200 ° C.
The strength of Pa or higher was maintained. Further, Table 3 shows changes in the specific resistance depending on the added amount of ZrB 2 .
【００３２】[0032]
【表３】 [Table 3]
【００３３】表３から明らかなように、Ａｌ2 Ｏ3 単相
では、比抵抗が高く、絶縁性であるが、ＺｒＢ2 ２０〜
３０体積％の組成範囲で、ＺｒＢ2 粒子同志の接触性が
良くなり導電経路が形成されて比抵抗は急激に低下す
る。即ち導電性を有することがわかる。As is clear from Table 3, the Al 2 O 3 single phase has a high specific resistance and an insulating property, but ZrB 2 20-
In the composition range of 30% by volume, the contact between ZrB 2 particles is improved, a conductive path is formed, and the specific resistance is drastically reduced. That is, it can be seen that it has conductivity.
【００３４】[0034]
【発明の効果】以上説明したように本発明のセラミック
ス複合材料は、Ａｌ2 Ｏ3 マトリックス中にＺｒＢ2 を
分散していることを特徴とすることにより、曲げ強度、
破壊靱性等の機械的特性の改善が可能になった。また、
本発明のセラミックス複合材料は、Ａｌ2 Ｏ3 の特性を
損ねることなく、ＺｒＢ2 の添加によって導電性を付与
した耐熱性のある高靱性・高強度の特性を有する材料と
することができ、構造用材料にも応用可能である。更に
本発明の製造方法により焼結過程で緻密に焼結され、靱
性、強度がいっそう優れた特殊な組織構造が得られる。As described above, the ceramic composite material of the present invention is characterized in that ZrB 2 is dispersed in the Al 2 O 3 matrix, and thus the bending strength,
It has become possible to improve mechanical properties such as fracture toughness. Also,
INDUSTRIAL APPLICABILITY The ceramic composite material of the present invention can be made into a material having heat resistance, high toughness, and high strength characteristics to which conductivity is imparted by adding ZrB 2 without impairing the characteristics of Al 2 O 3 , It can also be applied to materials. Further, according to the manufacturing method of the present invention, it is densely sintered in the sintering process to obtain a special microstructure having more excellent toughness and strength.
【図１】本発明のセラミックス複合材料であるＡｌ2 Ｏ
3 とＺｒＢ2 １０％の複合焼結体の微細組織を示す透過
型電子顕微鏡写真である。FIG. 1 is a ceramic composite material of the present invention, Al 2 O.
3 is a transmission electron micrograph showing the microstructure of a composite sintered body of 3 and 10% ZrB 2 .
１ Ａｌ2 Ｏ3 ２ ＺｒＢ2 1 Al 2 O 3 2 ZrB 2
Claims (3)
るセラミックス複合材料において、平均粒子径０．２μ
ｍ〜１０μｍの結晶粒子を有するＡｌ2 Ｏ3マトリック
スの結晶粒内にＺｒＢ2 粒子を５〜４０体積％分散させ
たことを特徴とするセラミックス複合材料。1. A ceramic composite material comprising Al 2 O 3 particles and ZrB 2 particles, having an average particle diameter of 0.2 μm.
A ceramic composite material, characterized in that 5 to 40% by volume of ZrB 2 particles are dispersed in the crystal grains of an Al 2 O 3 matrix having crystal grains of m to 10 μm.
０体積％、残部は平均粒径５μｍ以下のＡｌ2 Ｏ3 より
成る配合組成を有することを特徴とする請求項１記載の
セラミックス複合材料。2. ZrB 2 having an average particle size of 2 μm or less is 5 to 4
The ceramic composite material according to claim 1, characterized in that it has a compounding composition of 0% by volume and the balance being Al 2 O 3 having an average particle diameter of 5 μm or less.
組成で混合し、得られた混合物を成形した後、該成形体
を不活性雰囲気又は水素雰囲気で、１４００℃以上の温
度で焼結することを特徴とするセラミックス複合材料の
製造方法。3. Al 2 O 3 and ZrB 2 are mixed in the composition of claim 2 and the resulting mixture is molded, and then the molded body is heated in an inert atmosphere or a hydrogen atmosphere at a temperature of 1400 ° C. or higher. A method of manufacturing a ceramic composite material, which comprises sintering.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4126704A JPH05294716A (en) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | Ceramic composite material and production thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4126704A JPH05294716A (en) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | Ceramic composite material and production thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05294716A true JPH05294716A (en) | 1993-11-09 |
Family
ID=14941794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4126704A Withdrawn JPH05294716A (en) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | Ceramic composite material and production thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05294716A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5648303A (en) * | 1994-02-25 | 1997-07-15 | Kyocera Corporation | Non-magnetic ceramics for recording/reproducing heads and method of producing the same |
-
1992
- 1992-04-21 JP JP4126704A patent/JPH05294716A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5648303A (en) * | 1994-02-25 | 1997-07-15 | Kyocera Corporation | Non-magnetic ceramics for recording/reproducing heads and method of producing the same |
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