JPH06172034A - 黒色窒化珪素質焼結体とその製造方法 - Google Patents
黒色窒化珪素質焼結体とその製造方法Info
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- JPH06172034A JPH06172034A JP4351492A JP35149292A JPH06172034A JP H06172034 A JPH06172034 A JP H06172034A JP 4351492 A JP4351492 A JP 4351492A JP 35149292 A JP35149292 A JP 35149292A JP H06172034 A JPH06172034 A JP H06172034A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、黒色で可視光および紫外線光の積
分反射率が１５％以下の黒色窒化珪素質焼結体の製造方
法に関する。 【構成】 窒化珪素およびサイアロンを黒色系に着色し
て、可視光および紫外線光の積分反射率を１５％以下に
する。着色方法としてＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＮｂＣ、Ｚｒ
Ｃ、ＨｆＣ、ＴａＣの１種または数種を０．２〜５重量
％含ませ、また色調の調整剤としてＶ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎ
ｉ、Ｃｕ、Ｈｆの１種または数種を金属又は酸化物とし
て０．２〜５重量％添加する。
分反射率が１５％以下の黒色窒化珪素質焼結体の製造方
法に関する。 【構成】 窒化珪素およびサイアロンを黒色系に着色し
て、可視光および紫外線光の積分反射率を１５％以下に
する。着色方法としてＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＮｂＣ、Ｚｒ
Ｃ、ＨｆＣ、ＴａＣの１種または数種を０．２〜５重量
％含ませ、また色調の調整剤としてＶ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎ
ｉ、Ｃｕ、Ｈｆの１種または数種を金属又は酸化物とし
て０．２〜５重量％添加する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、黒色で可視光および紫
外線光の積分反射率が１５％以下の黒色窒化珪素質焼結
体の製造方法に関する（以後、可視光および紫外線光の
積分反射率の事を単に反射率と称する。また積分反射率
とは入射光量と全方位に反射した光量の総和との比を意
味する）。
外線光の積分反射率が１５％以下の黒色窒化珪素質焼結
体の製造方法に関する（以後、可視光および紫外線光の
積分反射率の事を単に反射率と称する。また積分反射率
とは入射光量と全方位に反射した光量の総和との比を意
味する）。
【０００２】レーザー使用装置や紫外線露光装置等の光
関連装置部品の内には光の反射を嫌う部品が多くある。
関連装置部品の内には光の反射を嫌う部品が多くある。
【０００３】それらの部品としては、黒色系色調の反射
率の低い材料が求められる。また、それらの部品は精密
部品として同時に軽量・高剛性・低熱膨張・耐摩耗性等
を求められる場合が多くある。
率の低い材料が求められる。また、それらの部品は精密
部品として同時に軽量・高剛性・低熱膨張・耐摩耗性等
を求められる場合が多くある。
【０００４】これらの部品には本発明の黒色窒化珪素質
焼結体が最適で、このような部品に広く適用される。
焼結体が最適で、このような部品に広く適用される。
【０００５】以後、窒化珪素とサイアロンを合わせて窒
化珪素系と表現する。
化珪素系と表現する。
【０００６】
【従来の技術】従来このような部品としては反射率が低
く、軽量と言う条件からアルミニュウム合金の表面を黒
色アルマイト処理をした部品が良く使用されている。
く、軽量と言う条件からアルミニュウム合金の表面を黒
色アルマイト処理をした部品が良く使用されている。
【０００７】しかし、最近これらの部品を使用した機械
に要求される精度や寿命が厳しくなり、アルミニュウム
合金の剛性（弾性率）の低さや、塑性変形しやすさ、高
い熱膨張率、耐摩耗性の悪さ等の性質が問題となってい
る。
に要求される精度や寿命が厳しくなり、アルミニュウム
合金の剛性（弾性率）の低さや、塑性変形しやすさ、高
い熱膨張率、耐摩耗性の悪さ等の性質が問題となってい
る。
【０００８】そこで、これらの部品にセラミックスを適
用しようとする試みがあるが、黒色（低反射率）・高剛
性・軽量・低熱膨張・耐摩耗性を十分に満足する材料は
セラミックスでも多くは見当らない。
用しようとする試みがあるが、黒色（低反射率）・高剛
性・軽量・低熱膨張・耐摩耗性を十分に満足する材料は
セラミックスでも多くは見当らない。
【０００９】我々が開示している特開平０４―５０１６
１ではアミルナ焼結体を黒色に着色する技術が公開され
ている。
１ではアミルナ焼結体を黒色に着色する技術が公開され
ている。
【００１０】しかし、アルミナの熱膨張率は金属よりは
小さいもののまだ十分とはいえなく、また耐摩耗性も十
分ではない。
小さいもののまだ十分とはいえなく、また耐摩耗性も十
分ではない。
【００１１】それに対して窒化珪素系の熱膨張率はアル
ミナの１／３以下で、耐摩耗性も非常に優れている。ま
た比重もアルミナの８０％と軽く、より軽量を要求され
る場合には優っている。
ミナの１／３以下で、耐摩耗性も非常に優れている。ま
た比重もアルミナの８０％と軽く、より軽量を要求され
る場合には優っている。
【００１２】しかし、窒化珪素系焼結体は一般には淡灰
色から灰色で、その反射率は２０〜３５％と大きい。
色から灰色で、その反射率は２０〜３５％と大きい。
【００１３】この窒化珪素系材料に着色する技術として
はＴｉＮを３０％程度入れて金色系に着色する技術があ
るが金色系では反射率はあまり下がらない。
はＴｉＮを３０％程度入れて金色系に着色する技術があ
るが金色系では反射率はあまり下がらない。
【００１４】また、その他の着色技術については、特開
昭６２―２４８７７３と特開平０１―１９２７６６に、
黒色窒化珪素質焼結体について開示されている。
昭６２―２４８７７３と特開平０１―１９２７６６に、
黒色窒化珪素質焼結体について開示されている。
【００１５】前者はＳｃ、Ｙｂ、Ｅｒ、Ｈｏ、Ｄｙの化
合物を添加する事、後者はＣｏまたはＦｅを含む有機金
属化合物を添加する事により黒色化しており、本発明と
は異なる。
合物を添加する事、後者はＣｏまたはＦｅを含む有機金
属化合物を添加する事により黒色化しており、本発明と
は異なる。
【００１６】特開昭６２―２３５２６０には窒化珪素に
ＴｉＮ、ＴｉＣ、Ｔｉ（ＣＮ）の１種以上を５〜４０ｗ
ｔ％添加しＨＩＰ焼結する焼結体について開示されてい
るが、これらの添加物をこのように多量に添加すると比
重が重くなり、また焼結性が阻害されてＨＩＰ・ＨＰ等
の圧力焼成が必要となり焼成費用により高価な焼結体と
なってしまう。
ＴｉＮ、ＴｉＣ、Ｔｉ（ＣＮ）の１種以上を５〜４０ｗ
ｔ％添加しＨＩＰ焼結する焼結体について開示されてい
るが、これらの添加物をこのように多量に添加すると比
重が重くなり、また焼結性が阻害されてＨＩＰ・ＨＰ等
の圧力焼成が必要となり焼成費用により高価な焼結体と
なってしまう。
【００１７】また、その色や反射率については触れられ
ていない。
ていない。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】このように金属材料で
は高剛性・低熱膨張・軽量・耐摩耗を同時に満足する材
料は見当らない。
は高剛性・低熱膨張・軽量・耐摩耗を同時に満足する材
料は見当らない。
【００１９】また、セラミックスについては反射率が１
５％以下という材料は種々あるが、高剛性・低熱膨張・
軽量・耐摩耗の観点からは窒化珪素系の材料が最適であ
る。
５％以下という材料は種々あるが、高剛性・低熱膨張・
軽量・耐摩耗の観点からは窒化珪素系の材料が最適であ
る。
【００２０】しかし、窒化珪素系の材料の反射率は２０
〜３０％と高く、また反射率を下げるための着色方法は
従来得られていない。
〜３０％と高く、また反射率を下げるための着色方法は
従来得られていない。
【００２１】
【課題を解決するための手段】上記の窒化珪素系焼結体
を黒色化して反射率を１５％以下にすると言う課題は、
着色剤としてＴｉＣ、ＴｉＣ―ＴｉＮ固溶体、ＮｂＣ、
ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣの１種または２種以上を０．２
〜５ｗｔ％含み、また色調調整剤としてＶ、Ｃｒ、Ｆ
ｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｈｆの１種または２種以上を金
属または酸化物として０．１〜５ｗｔ％含み、残部が実
質的に窒化珪素系材料よりなる混合粉体を窒素雰囲気の
非加圧または１０ｋｇｆ／ｃｍ2以下のガス圧条件で１
６００〜１８５０℃の温度範囲で焼結する事により解決
される。
を黒色化して反射率を１５％以下にすると言う課題は、
着色剤としてＴｉＣ、ＴｉＣ―ＴｉＮ固溶体、ＮｂＣ、
ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣの１種または２種以上を０．２
〜５ｗｔ％含み、また色調調整剤としてＶ、Ｃｒ、Ｆ
ｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｈｆの１種または２種以上を金
属または酸化物として０．１〜５ｗｔ％含み、残部が実
質的に窒化珪素系材料よりなる混合粉体を窒素雰囲気の
非加圧または１０ｋｇｆ／ｃｍ2以下のガス圧条件で１
６００〜１８５０℃の温度範囲で焼結する事により解決
される。
【００２２】このようにすれば反射率が１５％以下の低
い（黒色化）窒化珪素系材料が低価格でえられる。
い（黒色化）窒化珪素系材料が低価格でえられる。
【００２３】ＴｉＣ、ＴｉＣ―ＴｉＮ固溶体、ＮｂＣ、
ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣの１種または２種以上の添加量
は５ｗｔ％以上では窒化珪素系の焼結を阻害し、非加圧
では十分緻密な焼結体を得られず、剛性や耐摩耗性を極
端に低下させると共に各種の機械的性質が低下する。
ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣの１種または２種以上の添加量
は５ｗｔ％以上では窒化珪素系の焼結を阻害し、非加圧
では十分緻密な焼結体を得られず、剛性や耐摩耗性を極
端に低下させると共に各種の機械的性質が低下する。
【００２４】また、これらの添加物は窒化珪素系の物と
比較して熱膨張率が高く、また比重が高いため多量に添
加すると熱膨張率が大きく、重量が重くなり性能が低下
する。
比較して熱膨張率が高く、また比重が高いため多量に添
加すると熱膨張率が大きく、重量が重くなり性能が低下
する。
【００２５】また０．２ｗｔ％以下では黒色の着色が不
十分となり反射率は低下しない。
十分となり反射率は低下しない。
【００２６】この添加量は添加物により異なるが、特に
１ｗｔ％〜３ｗｔ％程度が好ましく十分な黒色の色調を
保有し、緻密で高剛性・低熱膨張の窒化珪素系焼結体が
安価に製造できる。
１ｗｔ％〜３ｗｔ％程度が好ましく十分な黒色の色調を
保有し、緻密で高剛性・低熱膨張の窒化珪素系焼結体が
安価に製造できる。
【００２７】色調調整剤とは上記の黒色化添加剤のみで
は色むらや濃淡が発生する場合があり、黒色色調の安定
化させるために添加するものである。
は色むらや濃淡が発生する場合があり、黒色色調の安定
化させるために添加するものである。
【００２８】これらの色調調整剤はＶ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｈｆの１種または２種以上を金属また
は酸化物として０．２〜５ｗｔ％添加する事が好まし
い。
ｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｈｆの１種または２種以上を金属また
は酸化物として０．２〜５ｗｔ％添加する事が好まし
い。
【００２９】添加量は酸化物としてＶ、Ｃｒ、Ｆｅの場
合１〜５ｗｔ％、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕの場合０．５〜４ｗ
ｔ％、Ｈｆの場合０．２〜１．５ｗｔ％が最適であまり
少ないと調整効果が少なく、あまり多いと低融点のガラ
ス等を生成して発泡する場合がある。
合１〜５ｗｔ％、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕの場合０．５〜４ｗ
ｔ％、Ｈｆの場合０．２〜１．５ｗｔ％が最適であまり
少ないと調整効果が少なく、あまり多いと低融点のガラ
ス等を生成して発泡する場合がある。
【００３０】窒化珪素系材料は窒化珪素とサイアロンを
意味しており、サイアロンとはα―サイアロンとβ―サ
イアロンを含む。
意味しており、サイアロンとはα―サイアロンとβ―サ
イアロンを含む。
【００３１】窒化珪素の場合の配合混合粉末は窒化珪素
粉末とその焼結助剤粉末よりなる。
粉末とその焼結助剤粉末よりなる。
【００３２】ここで言う焼結助剤としてはＹ2Ｏ3、Ａｌ
2Ｏ3、ＭｇＯ、ＳｉＯ2、Ｙｒ2Ｏ3、Ｅｒ2Ｏ3、Ｓｃ2Ｏ
3等の１種または数種の組合せを言う。
2Ｏ3、ＭｇＯ、ＳｉＯ2、Ｙｒ2Ｏ3、Ｅｒ2Ｏ3、Ｓｃ2Ｏ
3等の１種または数種の組合せを言う。
【００３３】一方サイアロンの場合の配合混合粉末はサ
イアロン粉末とその焼結助剤よりなる場合と焼結後にサ
イアロンとなるような窒化珪素粉末とその他の粉末より
なる場合がある。
イアロン粉末とその焼結助剤よりなる場合と焼結後にサ
イアロンとなるような窒化珪素粉末とその他の粉末より
なる場合がある。
【００３４】原料に使用する粉体の粒度はその焼結性の
面から平均粒径１０μｍ以下である事が好ましく、特に
５μｍ以下であることが望ましい。
面から平均粒径１０μｍ以下である事が好ましく、特に
５μｍ以下であることが望ましい。
【００３５】それ以上の粒度の粉体では十分緻密な焼結
体は得られず、そのため充分に高い剛性・耐摩耗性が得
られない場合がある。
体は得られず、そのため充分に高い剛性・耐摩耗性が得
られない場合がある。
【００３６】焼結は窒素雰囲気中で行なわれ、機械的圧
力はなく、雰囲気圧力は１０ｋｇｆ／ｃｍ2 以下で実施
されるため、ＨＰやＨＩＰ等の高圧焼結に比較して安価
に各種の複雑形状品が焼成できる。
力はなく、雰囲気圧力は１０ｋｇｆ／ｃｍ2 以下で実施
されるため、ＨＰやＨＩＰ等の高圧焼結に比較して安価
に各種の複雑形状品が焼成できる。
【００３７】焼結温度は原料の粒度が小さく、上記焼結
助剤が十分多い場合には１６００〜１７５０℃程度の低
い温度で焼結可能であるが、ＴｉＣ、ＴｉＣ―ＴｉＮ固
溶体、ＮｂＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣの１種または２
種以上の添加量が多く、焼結助剤が少ない場合、または
原料粉体の粒度が大きい場合には１７００〜１８００℃
が必要である。
助剤が十分多い場合には１６００〜１７５０℃程度の低
い温度で焼結可能であるが、ＴｉＣ、ＴｉＣ―ＴｉＮ固
溶体、ＮｂＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣの１種または２
種以上の添加量が多く、焼結助剤が少ない場合、または
原料粉体の粒度が大きい場合には１７００〜１８００℃
が必要である。
【００３８】１８００℃以上では窒化珪素・サイアロン
の分解が発生するが、雰囲気加圧（１０ｋｇｆ／ｃｍ2
以下）を利用した場合には１８５０℃程度まで高温での
焼結が可能である。
の分解が発生するが、雰囲気加圧（１０ｋｇｆ／ｃｍ2
以下）を利用した場合には１８５０℃程度まで高温での
焼結が可能である。
【００３９】このようにして製造された焼結体は黒色系
の色調をもち、その可視光および紫外線の積分反射率は
１５％以下と小さく、また高い剛性と耐摩耗性、低熱膨
張性を有する。
の色調をもち、その可視光および紫外線の積分反射率は
１５％以下と小さく、また高い剛性と耐摩耗性、低熱膨
張性を有する。
【００４０】ＴｉＣ、ＴｉＣ―ＴｉＮ固溶体、ＮｂＣ、
ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣの１種または２種以上の添加量
が十分多く、色調添加剤が適度に添加された場合には１
０％以下の低反射率が得られる。
ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣの１種または２種以上の添加量
が十分多く、色調添加剤が適度に添加された場合には１
０％以下の低反射率が得られる。
【００４１】以下、実施例によって本発明を具体的に説
明する。
明する。
【００４２】
【実施例１】平均粒径０．２μｍの窒化珪素粉末８５．
４重量部に焼結助剤としてＭｇＯ４．８重量部、Ａｌ2
Ｏ3４．８重量部、着色剤として平均粒径１μｍのＴｉ
Ｃ粉末３重量部、色調調整剤として酸化鉄２重量部より
なる混合粉体に樹脂バインダー３重量部を加え、水を溶
媒としてアルミナポットミル中で２４時間混合した。
４重量部に焼結助剤としてＭｇＯ４．８重量部、Ａｌ2
Ｏ3４．８重量部、着色剤として平均粒径１μｍのＴｉ
Ｃ粉末３重量部、色調調整剤として酸化鉄２重量部より
なる混合粉体に樹脂バインダー３重量部を加え、水を溶
媒としてアルミナポットミル中で２４時間混合した。
【００４３】このスラリーを乾燥造粒し、静水圧２００
０ｋｇ／ｃｍ2で成形した。得られた成形体をＮ2ガス１
ａｔｍ中で昇温し、１７５０℃で２時間焼結した。
０ｋｇ／ｃｍ2で成形した。得られた成形体をＮ2ガス１
ａｔｍ中で昇温し、１７５０℃で２時間焼結した。
【００４４】得られた焼結体の嵩密度は理論密度の９
８．０％、ヤング率は３．１×１０4ｋｇｆ／ｍｍ2、曲
げ強度は８５ｋｇｆ／ｍｍ2で色調は黒色で反射率は波
長３５０〜８００ｎｍの間で９．２％であった。また２
０℃〜１００℃の熱膨張係数は２．０×１０-6／℃であ
った。
８．０％、ヤング率は３．１×１０4ｋｇｆ／ｍｍ2、曲
げ強度は８５ｋｇｆ／ｍｍ2で色調は黒色で反射率は波
長３５０〜８００ｎｍの間で９．２％であった。また２
０℃〜１００℃の熱膨張係数は２．０×１０-6／℃であ
った。
【００４５】
【実施例２】平均粒径０．７μｍのβ―サイアロン粉末
８３．６重量部に焼結助剤としてＹ2Ｏ3４．７重量部、
Ａｌ2Ｏ3４．７重量部、着色剤として平均粒径１μｍの
Ｔｉ（ＣＮ）粉末５重量部、色調調整剤としてＣｏＯ２
重量部よりなる混合粉体に樹脂バインダー３重量部を加
え、水を溶媒としてアルミナポットミル中で２４時間混
合した。
８３．６重量部に焼結助剤としてＹ2Ｏ3４．７重量部、
Ａｌ2Ｏ3４．７重量部、着色剤として平均粒径１μｍの
Ｔｉ（ＣＮ）粉末５重量部、色調調整剤としてＣｏＯ２
重量部よりなる混合粉体に樹脂バインダー３重量部を加
え、水を溶媒としてアルミナポットミル中で２４時間混
合した。
【００４６】このスラリーを乾燥造粒し、静水圧２００
０ｋｇ／ｃｍ2で成形した。得られた成形体をＮ 2ガス１
０ａｔｍ中で昇温し、１８５０℃で２時間焼結した。
０ｋｇ／ｃｍ2で成形した。得られた成形体をＮ 2ガス１
０ａｔｍ中で昇温し、１８５０℃で２時間焼結した。
【００４７】得られた焼結体の嵩密度は理論密度の９
８．５％、ヤング率は３．２×１０4ｋｇｆ／ｍｍ2、曲
げ強度は７８ｋｇｆ／ｍｍ2で色調は黒茶色で反射率は
波長３５０〜８００ｎｍの間で１１．５％であった。ま
た２０℃〜１００℃の熱膨張係数は１．８×１０-6／℃
であった。
８．５％、ヤング率は３．２×１０4ｋｇｆ／ｍｍ2、曲
げ強度は７８ｋｇｆ／ｍｍ2で色調は黒茶色で反射率は
波長３５０〜８００ｎｍの間で１１．５％であった。ま
た２０℃〜１００℃の熱膨張係数は１．８×１０-6／℃
であった。
【００４８】
【実施例３】焼結後Ｚ値が２になるように調合された粉
末（窒化珪素粉末＋Ｙ 2Ｏ3＋Ａｌ2Ｏ3＋ＡｌＮ）９７重
量部に、着色剤として平均粒径０．８μｍのＮｂＣ粉末
２重量部、色調調整剤としてＨｆ2Ｏ3１重量部を混合
し、樹脂バインダー３重量部を加え、アルコールを溶媒
としてアルミナポットミル中で２４時間混合した。
末（窒化珪素粉末＋Ｙ 2Ｏ3＋Ａｌ2Ｏ3＋ＡｌＮ）９７重
量部に、着色剤として平均粒径０．８μｍのＮｂＣ粉末
２重量部、色調調整剤としてＨｆ2Ｏ3１重量部を混合
し、樹脂バインダー３重量部を加え、アルコールを溶媒
としてアルミナポットミル中で２４時間混合した。
【００４９】このスラリーを乾燥造粒し、静水圧２００
０ｋｇ／ｃｍ2 で成形した。得られた成形体をＮ2ガス１
０ａｔｍ中で昇温し、１８５０℃で２時間焼結した。
０ｋｇ／ｃｍ2 で成形した。得られた成形体をＮ2ガス１
０ａｔｍ中で昇温し、１８５０℃で２時間焼結した。
【００５０】得られた焼結体の嵩密度は理論密度の９
７．８％、ヤング率は３．０×１０4 ｋｇｆ／ｍｍ2、曲
げ強度は６８ｋｇｆ／ｍｍ2で色調は黒褐色で反射率は
波長３５０〜８００ｎｍの間で１２．２％であった。ま
た２０℃〜１００℃の熱膨張係数は１．９×１０-6／℃
であった。
７．８％、ヤング率は３．０×１０4 ｋｇｆ／ｍｍ2、曲
げ強度は６８ｋｇｆ／ｍｍ2で色調は黒褐色で反射率は
波長３５０〜８００ｎｍの間で１２．２％であった。ま
た２０℃〜１００℃の熱膨張係数は１．９×１０-6／℃
であった。
【００５１】
【実施例４】平均粒径０．３μｍのα―サイアロン粉末
８８．０重量部に焼結助剤として、МｇＯ５重量部、着
色剤として平均粒径１μｍのＴａＣ粉末５重量部、色調
調整剤としてＮｉＯ１重量部、酸化鉄１重量部よりなる
混合粉体に樹脂バインダー３重量部を加え、アルコール
を溶媒としてアルミナポットミル中で２４時間混合し
た。
８８．０重量部に焼結助剤として、МｇＯ５重量部、着
色剤として平均粒径１μｍのＴａＣ粉末５重量部、色調
調整剤としてＮｉＯ１重量部、酸化鉄１重量部よりなる
混合粉体に樹脂バインダー３重量部を加え、アルコール
を溶媒としてアルミナポットミル中で２４時間混合し
た。
【００５２】このスラリーを乾燥造粒し、静水圧２００
０ｋｇ／ｃｍ2で成形した。得られた成形体をＮ 2ガス１
ａｔｍ中で昇温し、１７５０℃で２時間焼結した。
０ｋｇ／ｃｍ2で成形した。得られた成形体をＮ 2ガス１
ａｔｍ中で昇温し、１７５０℃で２時間焼結した。
【００５３】得られた焼結体の嵩密度は理論密度の９
７．７％、ヤング率は３．２×１０4 ｋｇｆ／ｍｍ2、曲
げ強度は６５ｋｇｆ／ｍｍ2で色調は黒色で反射率は波
長３５０〜８００ｎｍの間で１０．５％であった。また
２０℃〜１００℃の熱膨張係数は２．１×１０-6／℃で
あった。
７．７％、ヤング率は３．２×１０4 ｋｇｆ／ｍｍ2、曲
げ強度は６５ｋｇｆ／ｍｍ2で色調は黒色で反射率は波
長３５０〜８００ｎｍの間で１０．５％であった。また
２０℃〜１００℃の熱膨張係数は２．１×１０-6／℃で
あった。
【００５４】
【実施例５】平均粒径０．２μｍの窒化珪素粉末９１重
量部に焼結助剤としてＹ 2Ｏ3５重量部、Ａｌ2Ｏ3４重量
部よりなる窒化珪素混合粉末に対して着色剤や色調調整
剤を第１表の割合で混合し、樹脂バインダー３重量部を
加え、水を溶媒としてアルミナポットミル中で２４時間
混合した。
量部に焼結助剤としてＹ 2Ｏ3５重量部、Ａｌ2Ｏ3４重量
部よりなる窒化珪素混合粉末に対して着色剤や色調調整
剤を第１表の割合で混合し、樹脂バインダー３重量部を
加え、水を溶媒としてアルミナポットミル中で２４時間
混合した。
【００５５】このスラリーを乾燥造粒し、静水圧２００
０ｋｇ／ｃｍ2で成形した。得られた成形体をＮ2ガス１
ａｔｍ中で昇温し、１７５０℃で２時間焼結した。
０ｋｇ／ｃｍ2で成形した。得られた成形体をＮ2ガス１
ａｔｍ中で昇温し、１７５０℃で２時間焼結した。
【００５６】得られた焼結体の嵩密度・ヤング率・曲げ
強度・反射率・２０℃〜１００℃の熱膨張係数を第１表
にしめした。
強度・反射率・２０℃〜１００℃の熱膨張係数を第１表
にしめした。
【００５７】
【比較例】平均粒径０．２μｍの窒化珪素粉末９１重量
部に焼結助剤としてＹ2Ｏ3５重量部、Ａｌ2Ｏ3４重量部
よりなる窒化珪素混合粉末に対して着色剤や色調調整剤
を第１表の割合で混合し、樹脂バインダー３重量部を加
え、水を溶媒としてアルミナポットミル中で２４時間混
合した。
部に焼結助剤としてＹ2Ｏ3５重量部、Ａｌ2Ｏ3４重量部
よりなる窒化珪素混合粉末に対して着色剤や色調調整剤
を第１表の割合で混合し、樹脂バインダー３重量部を加
え、水を溶媒としてアルミナポットミル中で２４時間混
合した。
【００５８】このスラリーを乾燥造粒し、静水圧２００
０ｋｇ／ｃｍ2で成形した。得られた成形体をＮ2ガス１
ａｔｍ中で昇温し、１７５０℃で２時間焼結した。
０ｋｇ／ｃｍ2で成形した。得られた成形体をＮ2ガス１
ａｔｍ中で昇温し、１７５０℃で２時間焼結した。
【００５９】得られた焼結体の嵩密度・ヤング率・曲げ
強度・反射率・２０℃〜１００℃の熱膨張係数を第２表
にしめした。
強度・反射率・２０℃〜１００℃の熱膨張係数を第２表
にしめした。
【００６０】
【表１】
【００６１】
【表２】
【００６２】
【発明の効果】本発明は、窒化珪素質（窒化珪素・サイ
アロン）焼結体に黒色系の着色をし、１５％以下の反射
率にして、反射を嫌いまた高剛性・低熱膨張・耐摩耗性
を必要とするレーザー・紫外線等の光装置関連の精密部
品の製造に広く応用可能である。
アロン）焼結体に黒色系の着色をし、１５％以下の反射
率にして、反射を嫌いまた高剛性・低熱膨張・耐摩耗性
を必要とするレーザー・紫外線等の光装置関連の精密部
品の製造に広く応用可能である。
Claims (6)
- 【請求項１】 窒化珪素とサイアロンの一種または数種
を９０％以上含み、可視光および紫外線の積分反射率が
１５％以下である事を特徴とする黒色窒化珪素質焼結
体。 - 【請求項２】 着色剤としてＴｉＣ、ＴｉＣ―ＴｉＮ固
溶体、ＮｂＣ、ＺｒＣ、ＨｆＣ、ＴａＣの１種または２
種以上を０．２〜５ｗｔ％含む事を特徴とする請求項１
記載の黒色窒化珪素質焼結体。 - 【請求項３】 色調調整剤としてＶ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｈｆの１種または数種を金属または酸
化物として０．２〜５ｗｔ％添加する事を特徴とする請
求項１記載の黒色窒化珪素質焼結体。 - 【請求項４】 ２０〜１００℃の熱膨張係数が２．５×
１０-6／℃以下である事を特徴とする請求項１記載の黒
色窒化珪素質焼結体。 - 【請求項５】 ヤング率が２．８×１０4ｋｇｆ／ｍｍ2
以上である事を特徴とする請求項１記載の黒色窒化珪素
質焼結体。 - 【請求項６】 焼結温度が１６００〜１８５０℃で非加
圧または１０ｋｇｆ／ｃｍ2以下の窒素雰囲気加圧下で
焼結する事を特徴とする請求項１記載の黒色窒化珪素質
焼結体の製造方法。
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|---|---|---|---|
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| JPH06172034A true JPH06172034A (ja) | 1994-06-21 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19705838A1 (de) * | 1997-02-15 | 1998-08-27 | Fraunhofer Ges Forschung | Farbiger Siliciumnitridwerkstoff und Verfahren zu seiner Herstellung |
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1992
- 1992-12-09 JP JP35149292A patent/JP3148028B2/ja not_active Expired - Fee Related
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