JPH0577634B2 - - Google Patents

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JPH0577634B2
JPH0577634B2 JP63006171A JP617188A JPH0577634B2 JP H0577634 B2 JPH0577634 B2 JP H0577634B2 JP 63006171 A JP63006171 A JP 63006171A JP 617188 A JP617188 A JP 617188A JP H0577634 B2 JPH0577634 B2 JP H0577634B2
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JP
Japan
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ceramic
titanium boride
sintered body
ceramic sintered
particle size
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JP63006171A
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JPH01183471A (ja
Inventor
Hajime Saito
Hideo Nagashima
Junichi Matsushita
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Coorstek KK
STK Ceramics Laboratory Corp
Original Assignee
STK Ceramics Laboratory Corp
Toshiba Ceramics Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP63006171A priority Critical patent/JPH01183471A/ja
Priority to DE19883843711 priority patent/DE3843711A1/de
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Priority to US07/629,025 priority patent/US5158913A/en
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Description

【発明の詳細な説明】 (1) 発明の目的 [産業上の利用分野] 本発明は、ホウ化チタンセラミツクス焼結体の
製造方法に関し、特にニツケルのホウ化物と炭化
チタンとの混合固溶した結合層すなわちマトリツ
クス層をホウ化チタン粒子間に配設せしめてなる
ホウ化チタンセラミツクス焼結体の製造方法に関
するものである。 [従来の技術] 従来この種のホウ化チタンセラミツクス焼結体
の製造方法としては、ホウ化チタン粉末とアルミ
ナ粉末とを混合して作成したセラミツクス混合物
からセラミツクス成形体を作成してホツトプレス
焼結することにより、ホウ化チタン粒子間にα型
のアルミナを配設せしめてなるものが提案されて
いた。 [解決すべき問題点] しかしながら従来のホウ化チタンセラミツクス
焼結体の製造方法では、ホウ化チタンTiB2の粒
界近傍に粒界相が形成されておらず、ホウ化チタ
ンTiB2粒子の成長を抑制することが殆どできな
いので、ホウ化チタン粒子間に空孔が発生し易い
欠点があり、ひいては高密度および高強度とでき
難い欠点があつた。 そこで本発明は、これらの欠点を除去するた
め、ホウ化チタン粒子間に空孔の発生が十分に抑
制された結合層すなわちマトリツクス層を配設せ
しめることにより高密度で高強度とされたホウ化
チタンセラミツクス焼結体の製造方法を提供せん
とするものである。 (2) 発明の構成 [問題点の解決手段] 本発明により提供される問題点の解決手段は、 「(a) 75〜99重量%のホウ化チタン粉末に対し
ニツケル粉末および炭素粉末を合計で1〜25重
量%だけ配合せしめることによりセラミツクス
配合物を作成する第1の工程と、 (b) 前記セラミツクス配合物を均質に混合してセ
ラミツクス混合物を作成する第2の工程と、 (c) 前記セラミツクス混合物をバインダとともに
金型に収容して加圧しセラミツクス圧粉体を作
成する第3の工程と、 (d) 前記セラミツクス圧粉体を加圧しセラミツク
ス成形体を作成する第4の工程と、 (e) 前記セラミツクス成形体を非酸化性雰囲気中
で焼結しセラミツクス焼結体を作成する第5の
工程と を備えてなることを特徴とするホウ化チタンセラ
ミツクス焼結体の製造方法」 である。 [作用] 本発明にかかるホウ化チタンセラミツクス焼結
体の製造方法は、75〜99重量%のホウ化チタン粉
末に対しニツケル粉末および炭素粉末を合計で1
〜25重量%だけ配合せしめるたセラミツクス配合
物を混合し加圧成形したのち焼結してなるので、
ホウ化チタン粒子間に対しニツケルのホウ化物と
炭化チタンとの混合固溶した結合層すなわちマト
リツクス層を配設せしめる作用をなし、結果的に
ホウ化チタン粒子間のマトリツクス層に空孔が発
生することを十分に抑制する作用をなし、ひいて
は高密度および高強度とする作用をなす。 [実施例] 次に本発明について、添付図面を参照しつつ具
体的に説明する。 第1図は、本発明にかかるホウ化チタンセラミ
ツクス焼結体の製造方法の一実施例によつて製造
されたホウ化チタンセラミツクス焼結体を示す拡
大断面図である。 第2図は、第1図のホウ化チタンセラミツクス
焼結体の研磨処理した外表面の組織を示す光学顕
微鏡写真の模写図であつて、実施例18の場合を示
している。 第3図は、第1図のホウ化チタンセラミツクス
焼結体の破断面の組織を示す走査型電子顕微鏡写
真の模写図であつて、実施例18の場合を示してい
る。 第4図は、第1図のホウ化チタンセラミツクス
焼結体のエツチング処理した外表面の組織を示す
光学顕微鏡写真の模写図であつて、実施例18の場
合を示している。 第5図は、第1図のホウ化チタンセラミツクス
焼結体のエツチング処理した外表面の組織を示す
走査型電子顕微鏡写真の模写図であつて、実施例
18の場合を示している。 第6図は、第1図のホウ化チタンセラミツクス
焼結体のX線回折分析の結果を示すグラフ図であ
つて、実施例18の場合を示しており、横軸にX線
の回折強度がとられかつ縦軸にX線の回折強度が
とられている。 第7図は、比較例1として示したホウ化チタン
セラミツクス焼結体の製造方法によつて製造され
たホウ化チタンセラミツクス焼結体の破断面の組
織を示す走査型電子顕微鏡写真の模写図である。 まず本発明にかかるホウ化チタンセラミツクス
焼結体の製造方法の一実施例によつて製造された
ホウ化チタンセラミツクス焼結体について、その
組織を詳細に説明する。 10は、本発明にかかるホウ化チタンセラミツ
クス焼結体の製造方法によつて製造されたのホウ
化チタンセラミツクス焼結体(以下、“セラミツ
クス焼結体”と称することもある)で、ホウ化チ
タンTiB2粒子20と、ホウ化チタンTiB2粒子2
0を結合するための網目状の結合層30とを包有
している。 ホウ化チタンTiB2粒子20は、平均粒径が0.5
〜8μmでかつ最大粒径が12μmであり、特に平均
粒径が0.5〜3μmでかつ最大粒径が6μmであれば
好ましい。ここでホウ化チタンTiB2粒子20の
平均粒径を0.5〜8μmとする根拠は、()平均粒
径が0.5μm未満となれば、ホウ化チタンTiB2粒子
20の表面酸化が顕著化し、かつホウ化チタン
TiB2粒子20間の凝集が顕著となつて、ホウ化
チタンセラミツクス焼結体10の焼結を著しく阻
害することとなり、また()平均粒径が8μmを
超えれば、焼結の駆動力が小さくなつて、ホウ化
チタンセラミツクス焼結体10を緻密化せしめる
ことが困難化し、ホウ化チタンTiB2粒子20に
既存の亀裂が拡大されホウ化チタンセラミツクス
焼結体10の強度を低下せしめることにある。加
えてホウ化チタンTiB2粒子20の最大粒径が
12μmとされている根拠は、最大粒径が12μmを超
えれば、ホウ化チタンセラミツクス焼結体10
に粗大粒子として存在することとなり、ホウ化チ
タンセラミツクス焼結体10の高密度化ないし高
強度化を阻害することにある。 ホウ化チタンTiB2粒子20の粒界近傍には、
ホウ化チタンTiB2とホウ化ニツケルNi3Bとの混
合固溶相からなる粒界相21が形成されている。
これによりホウ化チタンTiB2粒子20と結合層
30との間の結合力が、十分の大きさとされてお
り、結果的にホウ化チタンセラミツクス焼結体
0の強度を確保している。 結合層30は、ニツケルNiとホウ化チタン
TiB2と炭素Cとの間の TiB2+2Ni+C→2NiB+TiC あるいは TiB2+Ni+C→NiB2+TiC あるいは TiB2+6Ni+C→2Ni3B+TiC などの反応によつて生成されたホウ化ニツケル
NiB,NiB2あるいはNi3Bなどと炭化チタンTiC
とが混合固溶したマトリツクス層であつて、空孔
が十分に除去されている。これによりホウ化チタ
ンTiB2粒子20間の結合力が、十分の大きさと
されており、またセラミツクス焼結体10の相対
密度(すなわち全体積から空孔体積を差し引いた
体積を全体積で除した値)が95%以上となつてい
るので、結果的にホウ化チタンセラミツクス焼結
10の密度および強度が確保されている。ここ
で結合層すなわちマトリツクス層30から空孔が
実質的に除去されている根拠は、ホウ化ニツケル
NiB,NiB2あるいはNi3Bなどの粒径と炭化チタ
ンTiCの粒径とがほぼ一致しており、互いに均質
に混合固溶していることにある。 更に本発明にかかるホウ化チタンセラミツクス
焼結体の製造方法の一実施例について、その構成
を説明する。 第1工程において、ホウ化チタンTiB2粉末と
ニツケルNi粉末と炭素C粉末とを適宜の配合比
で互いに配合することにより、セラミツクス配合
物を作成する。 すなわち()平均粒径が0.5〜8μm(好ましく
は0.5〜3μm)で最大粒径が12μm(好ましくは
6μm)であり純度が99重量%以上のホウ化チタン
TiB2と、()平均粒径が1〜5μm(好ましくは
1〜3μm)で最大粒径が12μm(好ましくは6μm)
のニツケルNiと、()比表面積が50〜150m2
g(好ましくは80〜150m2/g)で純度が99.9重量
%以上であり平均粒径10〜100nm(好ましくは10
〜50nm)で最大粒径150nm(好ましくは100nm)
の炭素(たとえばカーボンブラツクなど)Cと
を、互いに配合し、セラミツクス配合物を作成す
る。セラミツクス配合物においては、ニツケル
Niおよび炭素Cの混合物1〜25重量%に対しホ
ウ化チタンTiB2が75〜99重量%だけ配合されて
いる。またニツケルNiと炭素Cの混合比は、重
量比で14:0.1〜10である。 ここでホウ化チタンTiB2の純度が99重量%以
上とされている根拠は、焼結時に不純物が悪影響
を及ぼすことを回避することにある。 ニツケルNiの平均粒径が1〜5μmとされてい
る根拠は、()平均粒径が1μm未満となれば、
ニツケルNi粒子の表面酸化が顕著化し、かつニ
ツケルNi粒子間の凝集もしくはニツケルNi粒子
とホウ化チタンTiB2粒子あるいは炭素C粒子と
の間の凝集が顕著となつて、ホウ化チタンセラミ
ツクス焼結体10の焼結を著しく阻害することと
なり、また()平均粒径が5μmを超えれば、ホ
ウ化チタンセラミツクス焼結体10のマトリツク
ス層30あるいはホウ化チタンTiB2粒子20の
粒界近傍に形成された粒界相21中に粗大粒子と
なつて存在し、ホウ化チタンセラミツクス焼結体
10の強度を低下せしめることとなることにあ
る。ニツケルNiの最大粒径が12μmとされている
根拠は、最大粒径が12μmを超えれば、ニツケル
Ni粒子に既存の亀裂が拡大され、ホウ化チタン
セラミツクス焼結体10の強度が低下されること
にある。 また炭素Cの平均粒径が10〜100nmとされてい
る根拠は、()平均粒径が10nm未満となれば、
炭素C粒子の表面酸化が顕著化し、かつ炭素C粒
子間の凝集が顕著となつて、ホウ化チタンセラミ
ツクス焼結体10の焼結を著しく阻害することと
なり、また()平均粒径が100nmを超えれば、
マトリツクス層30中に粗大粒子として存在する
こととなつて、ホウ化チタンセラミツクス焼結体
10の強度を低下せしめることにある。炭素Cの
最大粒径が150nmとされている根拠は、最大粒径
が150nmを超えれば、炭素C粒子に既存の亀裂あ
るいはホウ化チタンTiB2との間の反応によつて
生じた炭化チタンTiC粒子に既存の亀裂が拡大さ
れ、ホウ化チタンセラミツクス焼結体10の強度
を低下せしめることにある。 更に炭素Cの比表面積が50〜150m2/gとされ
ている根拠は、()比表面積が50m2/g未満と
なれば、炭素C粒子が大き過ぎることとなつてホ
ウ化チタンTiB2との間の反応が短時間で進行で
きないこととなり、また()比表面積が150
m2/gを超えれば、炭素C粒子が互いに凝集する
こととなつてホウ化チタンTiB2およびニツケル
Niとの混合ができなくなることにある。 第2工程において、セラミツクス配合物を、適
宜の混合機によつて均質に混合し、セラミツクス
混合物を作成する。 第3工程において、セラミツクス混合物を、バ
インダ(例えばポリビニルアルコール)とともに
適宜の金型に収容したのち、適宜の圧力(たとえ
ば100〜800Kg/cm2の圧力)を印加して一軸加圧
し、セラミツクス圧粉体を作成する。 第4工程において、セラミツクス圧粉体を、適
宜の圧力(たとえば800〜3500Kg/cm2の圧力)を
印加してCIP処理すなわち常温静水圧圧縮成形処
理を施し、セラミツクス成形体とする。 第5工程において、セラミツクス成形体を、真
空雰囲気(10-3Torr以下の気圧であることが好
ましい),アルゴン雰囲気あるいは水素ガス雰囲
気などの非酸化性雰囲気(すなわち中性ないし還
元性の雰囲気)中において無加圧状態もしくは加
圧状態(100〜500Kg/cm2の圧力を印加)で1500〜
2000℃(好ましくは1600〜1800℃)の温度により
適宜の時間をかけて焼結し、セラミツクス焼結体
10とする。ここで非酸化性雰囲気とされる根拠
は、チタンTi,ホウ素B,ニツケルNiもしくは
炭素Cが酸化されないようにすることにある。 以上により、ホウ化チタンセラミツクス焼結体
10が製造される。 加えて本発明にかかるホウ化チタンセラミツク
ス焼結体の製造方法の一実施例について、一層の
理解を図るために、具体的な数値などを挙げて説
明する。 (実施例 1〜7) 平均粒径が1μmであるニツケルNiと、比表面
積が135m2/gで純度が99重量%であるカーボン
ブラツクCとの混合比を変えて作成した混合物
2.5重量%に対し、平均粒径が3μmでかつ最大粒
径6μmであり純度が99重量%であるホウ化チタン
TiB2を97.5重量%だけ配合して作成したセラミ
ツクス配合物100部を、プラスチツク容器中にウ
レタンボールおよび300部のエチレンアルコール
とともに収容せしめ、24時間かけて湿式混合し、
これによりセラミツクス混合物を作成した。 セラミツクス混合物は、60℃の温度に10時間保
持して十分に乾燥した。そののちセラミツクス混
合物100部は、バインダとしてのポリビニルアル
コール2部とともに適宜の金型に収容し、300
Kg/cm2の圧力を印加して一軸加圧することによ
り、セラミツクス圧粉体とした。 セラミツクス圧粉体は、3000Kg/cm2の圧力を印
加してCIP処理すなわち常温静水圧圧縮成形処理
を施すことにより、セラミツクス成形体とした。 セラミツクス成形体は、無加圧状態のアルゴン
雰囲気中において15℃/分の昇温速度で1700℃の
温度まで加圧し、かつ1700℃の温度に1時間にわ
たり維持することにより、セラミツクス焼結体
0とした。 セラミツクス焼結体10の相対密度および抗折
強度を測定したところ、それぞれ第1表に示すと
おりであつた。 (実施例 8〜14) ニツケルNiとカーボンブラツクCとの混合物
5.0重量%に対し、ホウ化チタンTiB2を95重量%
だけ配合したことを除き、実施例1〜7を反復し
た。 セラミツクス焼結体10の相対密度および抗折
強度を測定したところ、それぞれ第1表に示すと
おりであつた。 (実施例 15〜21) ニツケルNiとカーボンブラツクCとの混合物
7.5重量%に対し、ホウ化チタンTiB2を92.5重量
%だけ配合したことを除き、実施例1〜7を反復
した。 セラミツクス焼結体10は、外表面を研磨処理
したのち、たとえば実施例18の場合(以下同様)
について光学顕微鏡で写真観察したところ、第2
図に示すとおりであつた。すなわちホウ化チタン
粒子20の周囲に結合層30が散点状に配置され
ており、また結合層30が空孔を有さず緻密であ
ることが判明した。 セラミツクス焼結体10は、適度な力を作用せ
しめて破断し、その破断面を走査型電子顕微鏡で
写真観察したところ、第3図に示すとおりであつ
た。すなわちホウ化チタンTiB2粒子20におい
て粒内破壊が生じており、ホウ化チタンTiB2
子20が結合層30によつて強固に結合されてい
ることが判明した。結合層30は、X線回折分析
により、ホウ化チタンTiB2とニツケルNiとカー
ボンブラツクCとの間の反応 TiB2+6Ni+C→2Ni3B+TiC によつて生じたホウ化ニツケルNi3Bおよび炭化
チタンTiCの混合固溶したマトリツクス層(第4
図〜第6図参照)であることが判明した。 セラミツクス焼結体10は、60℃に加温された
王水に3分間浸漬することによつてその外表面を
エツチング処理したのち、光学顕微鏡によつて写
真観察したところ、第4図に示すとおりであつ
た。すなわちエツチング処理によりホウ化チタン
TiB2粒子20の結合層30が脱落して生じたホ
ウ化チタンTiB2粒子20を測定することにより、
ホウ化チタンTiB2粒子20の平均粒径が2〜
10μmに止まつていることが判明した。換言する
ばホウ化チタンTiB2粒子20は、当初に比しほ
とんど成長していないことが判明した。これはニ
ツケルNiおよびカーボンブラツクCが、焼結に
際し TiB2+6Ni+C→2Ni3B+TiC の反応を生じており、ホウ化チタンTiB2粒子2
0の成長が抑制されているためである。またホウ
化チタンTiB2粒子20の粒界近傍には、X線回
折分析により、ホウ化チタンTiB2とホウ化ニツ
ケルNi3Bとの混合固溶相からなる粒界相が形成
されていることも判明した(第6図参照)。 セラミツクス焼結体10の相対密度および抗折
強度を測定したところ、それぞれ第1表に示すと
おりであつた。 (実施例 22〜28) ニツケルNiとカーボンブラツクCとの混合物
10.0重量%に対し、ホウ化チタンTiB2を90.0重量
%だけ配合したことを除き、実施例1〜7を反復
した。 セラミツクス焼結体10の相対密度および抗折
強度を測定したところ、それぞれ第1表に示すと
おりであつた。 (実施例 29〜35) ニツケルNiとカーボンブラツクCとの混合物
12.5重量%に対し、ホウ化チタンTiB2を87.5重量
%だけ配合したことを除き、実施例1〜7を反復
した。 セラミツクス焼結体10の相対密度および抗折
強度を測定したところ、それぞれ第1表に示すと
おりであつた。 (実施例 36〜42) ニツケルNiとカーボンブラツクCとの混合物
12.5重量%に対し、ホウ化チタンTiB2を85.0重量
%だけ配合したことを除き、実施例1〜7を反復
した。 セラミツクス焼結体10の相対密度および抗折
強度を測定したところ、それぞれ第1表に示すと
おりであつた。 (実施例 43〜49) ニツケルNiとカーボンブラツクCとの混合物
17.5重量%に対し、ホウ化チタンTiB2を82.5重量
%だけ配合したことを除き、実施例1〜7を反復
した。 セラミツクス焼結体10の相対密度および抗折
強度を測定したところ、それぞれ第1表に示すと
おりであつた。 (実施例 50〜56) ニツケルNiとカーボンブラツクCとの混合物
20.0重量%に対し、ホウ化チタンTiB2を80.0重量
%だけ配合したことを除き、実施例1〜7を反復 【表】 【表】 【表】 【表】 【表】 した。 セラミツクス焼結体10の相対密度および抗折
強度を測定したところ、それぞれ第1表に示すと
おりであつた。 (実施例 57〜63) ニツケルNiとカーボンブラツクCとの混合物
22.5重量%に対し、ホウ化チタンTiB2を77.5重量
%だけ配合したことを除き、実施例1〜7を反復
した。 セラミツクス焼結体10の相対密度および抗折
強度を測定したところ、それぞれ第1表に示すと
おりであつた。 (実施例 64〜70) ニツケルNiとカーボンブラツクCとの混合物
25.0重量%に対し、ホウ化チタンTiB2を75.0重量
%だけ配合したことを除き、実施例1〜7を反復
した。 セラミツクス焼結体10の相対密度および抗折
強度を測定したところ、それぞれ第1表に示すと
おりであつた。 (実施例 71〜77) ニツケルNiとカーボンブラツクCとの混合物
7.5重量%に対してホウ化チタンTiB2を92.5重量
%だけ配合し、かつ焼結温度を1500℃としたこと
を除き、実施例1〜7を反復した。 セラミツクス焼結体10の相対密度および抗折
強度を測定したところ、それぞれ第2表に示すと
おりであつた。 (実施例 78〜84) 焼結温度を1600℃としたことを除き、実施例71
〜77を反復した。 セラミツクス焼結体10の相対密度および抗折
強度を測定したところ、それぞれ第2表に示すと
おりであつた。 (実施例 85〜91) 実施例15〜21を反復した。 セラミツクス焼結体10の相対密度および抗折
強度を測定したところ、それぞれ第2表に示すと
おりであつた。 (実施例 92〜98) 焼結温度を1800℃としたことを除き、実施例71
〜77を反復した。 セラミツクス焼結体10の相対密度および抗折
強度を測定したところ、それぞれ第2表に示すと
おりであつた。 (比較例 1) セラミツクス配合物からニツケルNiおよびカ
ーボンブラツクCを除去したことを除き、実施例
1〜70を反復した。 すなわち平均粒径が3μmで最大粒径が6μmであ
り純度が99重量%のホウ化チタンTiB2100部を、
バインダとしてのポリビニルアルコール2部とと
もに適宜の金型に収容し、300Kg/cm2の圧力を印
加して一軸加圧することにより、セラミツクス圧
粉体を作成した。 セラミツクス圧粉体は、3000Kg/cm2の圧力を印
加してCIP処理すなわち常温静水圧圧縮成形処理
を施すことにより、セラミツクス成形体とした。 セラミツクス成形体は、無加圧状態のアルゴン
雰囲気中において15℃/分の昇温速度で1700℃の
温度まで加熱し、かつ1700℃の温度に1時間にわ
たり維持することにより、セラミツクス焼結体と
した。 セラミツクス焼結体は、適度な力を作用せしめ
て破断し、その破断面を走査型電子顕微鏡で写真
観察したところ第7図に示すとおりであつた。す
なわちホウ化チタンTiB2粒子の粒界破壊が支配
的に生じており、ホウ化チタンTiB2粒子間の結
合があまり強固でないことが判明した。 加えてセラミツクス焼結体の相対密度および抗
折強度を測定したところ、それぞれ第1表に示す
とおりであつた。 (比較例 2) セラミツクス配合物からカーボンブラツクCを
除去したことを除き、実施例1〜7を反復した。 セラミツクス焼結体の相対密度および抗折強度
を測定したところ、それぞれ第1表に示すとおり
であつた。 (比較例 3) セラミツクス配合物からカーボンブラツクCを
除去したことを除き、実施例8〜14を反復した。 セラミツクス焼結体の相対密度および抗折強度
を測定したところ、それぞれ第1表に示すとおり
であつた。 (比較例 4) セラミツクス配合物からカーボンブラツクCを
除去したことを除き、実施例15〜21を反復した。 セラミツクス焼結体の相対密度および抗折強度
を測定したところ、それぞれ第1表に示すとおり
であつた。 (比較例 5) セラミツクス配合物からカーボンブラツクCを
除去したことを除き、実施例22〜28を反復した。 セラミツクス焼結体の相対密度および抗折強度
を測定したところ、それぞれ第1表に示すとおり
であつた。 (比較例 6) セラミツクス配合物からカーボンブラツクCを
除去したことを除き、実施例29〜35を反復した。 セラミツクス焼結体の相対密度および抗折強度
を測定したところ、それぞれ第1表に示すとおり
であつた。 (比較例 7) セラミツクス配合物からカーボンブラツクCを
除去したことを除き、実施例36〜42を反復した。 セラミツクス焼結体の相対密度および抗折強度
を測定したところ、それぞれ第1表に示すとおり
であつた。 (比較例 8) セラミツクス配合物からカーボンブラツクCを
除去したことを除き、実施例43〜49を反復した。 セラミツクス焼結体の相対密度および抗折強度
を測定したところ、それぞれ第1表に示すとおり
であつた。 (比較例 9) セラミツクス配合物からカーボンブラツクCを
除去したことを除き、実施例50〜56を反復した。 セラミツクス焼結体の相対密度および抗折強度
を測定したところ、それぞれ第1表に示すとおり
であつた。 (比較例 10) セラミツクス配合物からカーボンブラツクCを
除去したことを除き、実施例57〜63を反復した。 セラミツクス焼結体の相対密度および抗折強度
を測定したところ、それぞれ第1表に示すとおり
であつた。 (比較例 11) セラミツクス配合物からカーボンブラツクCを
除去したことを除き、実施例64〜70を反復した。 セラミツクス焼結体の相対密度および抗折強度
を測定したところ、それぞれ第1表に示すとおり
であつた。 (比較例 12) セラミツクス配合物からニツケルNiおよびカ
ーボンブラツクCを除去したことを除き、実施例
71〜77を反復した。 セラミツクス焼結体の相対密度および抗折強度
を測定したところ、それぞれ第2表に示すとおり
であつた。 (比較例 13) セラミツクス配合物からニツケルNiおよびカ
ーボンブラツクCを除去したことを除き、実施例
78〜84を反復した。 セラミツクス焼結体の相対密度および抗折強度
を測定したところ、それぞれ第2表に示すとおり
であつた。 (比較例 14) セラミツクス配合物からニツケルNiおよびカ
ーボンブラツクCを除去したことを除き、実施例
85〜91を反復した。 セラミツクス焼結体の相対密度および抗折強度
を測定したところ、それぞれ第2表に示すとおり
であつた。 (比較例 15) セラミツクス配合物からニツケルNiおよびカ
ーボンブラツクCを除去したことを除き、実施例
92〜98を反復した。 セラミツクス焼結体の相対密度および抗折強度
を測定したところ、それぞれ第2表に示すとおり
であつた。 (比較例 16) セラミツクス配合物からカーボンブラツクCを
除去したことを除き、実施例71〜77を反復した。 セラミツクス焼結体の相対密度および抗折強度
を測定したところ、それぞれ第2表に示すとおり
であつた。 (比較例 17) セラミツクス配合物からカーボンブラツクCを
除去したことを除き、実施例78〜84を反復した。 セラミツクス焼結体の相対密度および抗折強度
を測定したところ、それぞれ第2表に示すとおり
であつた。 (比較例 18) セラミツクス配合物からカーボンブラツクCを
除去したことを除き、実施例85〜91を反復した。 セラミツクス焼結体の相対密度および抗折強度
を測定したところ、それぞれ第2表に示すとおり
であつた。 (比較例 19) セラミツクス配合物からカーボンブラツクCを
除去したことを除き、実施例92〜98を反復した。 セラミツクス焼結体の相対密度および抗折強度
を測定したところ、それぞれ第2表に示すとおり
であつた。 なお上述の実施例1〜98は、ニツケルNiおよ
びカーボンブラツクCの混合物2.5〜25重量%に
対しホウ化チタンTiB2を75〜97.5重量%だけ配
合し、かつニツケルNiおよびカーボンブラツク
Cとの配合比を重量比で14:0.2〜5として作成
されたセラミツクス配合物に関してのみ実行され
たが、ニツケルNiおよびカーボンブラツクCの
混合物1〜25重量%に対しホウ化チタンを75〜99
重量%だけ配合し、かつニツケルNiおよびカー
ボンブラツクCとの配合比を重量比で14:0.1〜
10として作成されたセラミツクス配合物について
も良好な結果が得られている。 (3) 発明の効果 上述より明らかなように本発明にかかるホウ化
チタンセラミツクス焼結体の製造方法は、 (a) 75〜99重量%のホウ化チタン粉末に対しニツ
ケル粉末および炭素粉末を合計で1〜25重量%
だけ配合せしめることによりセラミツクス配合
物を作成する第1の工程と、 (b) 前記セラミツクス配合物を均質に混合してセ
ラミツクス混合物を作成する第2の工程と、 (c) 前記セラミツクス混合物をバインダとともに
金型に収容して加圧しセラミツクス圧粉体を作
成する第3の工程と、 (d) 前記セラミツクス圧粉体を加圧しセラミツク
ス成形体を作成する第4の工程と、 (e) 前記セラミツクス成形体を非酸化性雰囲気中
で焼結しセラミツクス焼結体を作成する第5の
工程と を備えてなるので、 (i) ホウ化チタン粒子間に対しニツケルのホウ化
物と炭化チタンとの混合固溶した結合層すなわ
ちマトリツクス層を配設できる効果 を有し、結果的に (ii) ホウ化チタンTiB2粒子間のマトリツクス層
に空孔が発生することを十分に抑制できる効果 を有し、ひいては (iii) 高密度および高強度とできる効果 を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかるホウ化チタンセラミツ
クス焼結体の製造方法の一実施例によつて製造さ
れたホウ化チタンセラミツクス焼結体を示す拡大
断面図、第2図は第1図のホウ化チタンセラミツ
クス焼結体の研磨処理後した外表面の組織を示す
光学顕微鏡写真の模写図、第3図は第1図のホウ
化チタンセラミツクス焼結体の破断面の組織を示
す走査型電子顕微鏡写真の模写図、第4図は第1
図のホウ化チタンセラミツクス焼結体のエツチン
グ処理した外表面の組織を示す光学顕微鏡写真の
模写図、第5図は第1図のホウ化チタンセラミツ
クス焼結体のエツチング処理した外表面の組織を
示す走査型電子顕微鏡写真の模写図、第6図は第
1図のホウ化チタンセラミツクス焼結体のX線回
折分析の結果を示すグラフ図、第7図は比較例1
として示したホウ化チタンセラミツクス焼結体の
製造方法によつて製造されたホウ化チタンセラミ
ツクス焼結体の破断面の組織を示す走査型電子顕
微鏡写真の模写図である。 10……ホウ化チタンセラミツクス焼結体、2
0……ホウ化チタン粒子、21……粒界相、30
……マトリツクス層。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (a) 75〜99重量%のホウ化チタン粉末に対し
    ニツケル粉末および炭素粉末を合計で1〜25重
    量%だけ配合せしめることによりセラミツクス
    配合物を作成する第1の工程と、 (b) 前記セラミツクス配合物を均質に混合してセ
    ラミツクス混合物を作成する第2の工程と、 (c) 前記セラミツクス混合物をバインダとともに
    金型に収容して加圧しセラミツクス圧粉体を作
    成する第3の工程と、 (d) 前記セラミツクス圧粉体を加圧しセラミツク
    ス成形体を作成する第4の工程と、 (e) 前記セラミツクス成形体を非酸化性の雰囲気
    中で焼結しセラミツクス焼結体を作成する第5
    の工程と を備え、 (f) ホウ化チタン粉末の平均粒径および最大粒径
    がそれぞれ0.5〜8μmおよび12μmであり、かつ
    ニツケル粉末の平均粒径および最大粒径がそれ
    ぞれ1〜5μmおよび12μmであり、かつ炭素粉
    末の平均粒径および最大粒径がそれぞれ10〜
    100nmおよび150nmであることを特徴とするホ
    ウ化チタンセラミツクス焼結体の製造方法。 2 ニツケル粉末および炭素粉末の配合割合が、
    重量比で7:0.1〜10であることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載のホウ化チタンセラミツ
    クス焼結体の製造方法。 3 炭素粉末の比表面積が50〜150m2/gである
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項または第
    2項記載のホウ化チタンセラミツクス焼結体の製
    造方法。 4 セラミツクス成形体が、無加圧状態で1500〜
    2000℃の温度により焼結されてなることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれ
    か1項記載のホウ化チタンセラミツクス焼結体の
    製造方法。
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DE19883843711 DE3843711A1 (de) 1987-12-25 1988-12-23 Metallborid-keramikmaterial
US07/629,025 US5158913A (en) 1987-02-20 1990-12-18 Metal boride ceramic material

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS63206362A (ja) * 1987-02-20 1988-08-25 株式会社エス・テイ−・ケ−・セラミツクス研究所 二硼化金属基セラミツクスの製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS63206362A (ja) * 1987-02-20 1988-08-25 株式会社エス・テイ−・ケ−・セラミツクス研究所 二硼化金属基セラミツクスの製造方法

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