JPH06183837A - Production of silicon carbide sintered compact - Google Patents

Production of silicon carbide sintered compact

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JPH06183837A
JPH06183837A JP43A JP35280492A JPH06183837A JP H06183837 A JPH06183837 A JP H06183837A JP 43 A JP43 A JP 43A JP 35280492 A JP35280492 A JP 35280492A JP H06183837 A JPH06183837 A JP H06183837A
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JP
Japan
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silicon carbide
slurry
sic
dispersion medium
boric acid
Prior art date
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Pending
Application number
JP43A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeko Sugiyama
滋子 杉山
Kazuharu Sasa
一治 佐々
Yoshio Nakamura
好男 中村
Masatoshi Onishi
正俊 大西
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
Original Assignee
Toshiba Ceramics Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Ceramics Co Ltd filed Critical Toshiba Ceramics Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide a method for producing a high-density and high-strength sintered compact having excellent characteristics by readily preparing a slurry in which a densifying sintering assistant is uniformly dispersed on silicon carbide powder particles. CONSTITUTION:Boric acid and/or a boric acid ester and a phenolic resin soluble in a dispersing medium as a boron source and a carbon source compound are respectively added into a slurry of the nonalcoholic and nonaqueous dispersing medium containing silicon carbide raw material powder in the densification sintering of silicon carbide to provide a slurry. A powdery or a granular substance obtained from the resultant slurry is then used to produce a silicon carbide sintered compact.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、炭化珪素焼結体の製造
方法に関し、特に、炭化珪素の緻密化焼結における操作
を簡便とし、且つ、高密度、高強度の優れた特性を有す
る炭化珪素焼結体を再現性よく得る炭化珪素焼結体の製
造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a silicon carbide sintered body, and more particularly, to a method for simplifying the operation of densifying and sintering silicon carbide, which has excellent characteristics of high density and high strength. The present invention relates to a method for producing a silicon carbide sintered body, which is capable of obtaining a silicon sintered body with good reproducibility.

【0002】[0002]

【従来の技術】いわゆるエンジニアリングセラミックス
の一種の炭化珪素(以下、単にSiCとする。)焼結体
は、耐熱性、耐食性、耐摩耗性に優れ、高温強度が高
く、機械材料としての開発が著しい。機械部品材料とし
ては、主に緻密化焼結によるSiC焼結体が用いられ
る。緻密化焼結は、反応焼結と異なり添加剤により焼結
するものであり、SiCの緻密化焼結用添加剤(焼結助
剤)としてホウ素及び炭素の添加が効果的であること
は、よく知られている。従来、炭化珪素焼結体を製造す
る場合には、一般に造粒工程とよばれる工程で上記焼結
助剤を均一に添加する場合が一般的である。このような
造粒工程はSiC粉末に分散媒を加えて混合し、得られ
たスラリーに焼結助剤等を加えて分散、混合することが
行われている。しかし、SiC原料粉末スラリー調製用
の分散媒は、ホウ素源である各ホウ素化合物を溶解する
ことが可能な溶媒とは異なる場合が多いため、使用する
ホウ素化合物を直接上記スラリーに混合することができ
ず、一旦その溶媒に溶解後、例えば、ホウ酸のアルコー
ルまたは水溶液を調製した後、SiC原料粉末の非水分
散媒スラリーに添加して用いられている。
2. Description of the Related Art A so-called engineering ceramics silicon carbide (hereinafter simply referred to as SiC) sintered body is excellent in heat resistance, corrosion resistance and wear resistance, has high high temperature strength, and is remarkably developed as a mechanical material. . A SiC sintered body obtained by densification and sintering is mainly used as a material for the machine parts. Densification sintering is different from reaction sintering in that it is sintered by an additive, and it is effective to add boron and carbon as an additive (sintering aid) for densification sintering of SiC. well known. Conventionally, in the case of producing a silicon carbide sintered body, it is general that the above-mentioned sintering aid is uniformly added in a step generally called a granulation step. In such a granulation process, a dispersion medium is added to SiC powder and mixed, and a sintering aid or the like is added to the obtained slurry to disperse and mix. However, since the dispersion medium for preparing the SiC raw material powder slurry is often different from the solvent capable of dissolving each boron compound which is the boron source, the boron compound used can be directly mixed with the above slurry. Instead, it is used by once dissolving it in the solvent, for example, preparing an alcoholic or aqueous solution of boric acid, and then adding it to the non-aqueous dispersion medium slurry of the SiC raw material powder.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように従来の方法では、焼結助剤のホウ素源の添加にお
いて、SiC原料粉末スラリーの分散媒と異なる溶媒を
使用しなければならないため、スラリー調製の操作が煩
雑となる。また、スラリー分散媒を回収して再使用する
場合、その回収時に揮散等でホウ素源の損失が生じ、分
散媒を除去した後のSiC質材料の組成が変化するため
SiC焼結体特性を容易に制御することができず、高強
度で、高密度のSiC焼結体が得られにくい等の問題が
あった。そのため簡便な操作で、且つ、焼結助剤を均一
に分散させることができ、優れた特性のSiC焼結体を
得ることができるスラリー調製が求められている。本発
明は、上記従来法の問題に鑑み、その調製が容易であ
り、且つ、緻密化焼結助剤がSiC粉末粒子上に均一に
分散してなるスラリーを得て、優れた特性を有するSi
C焼結体とする炭化珪素焼結体の製造方法の提供を目的
する。発明者らは、上記目的のために、先ず、SiC原
料粉末スラリーを構成する分散媒及びそれに溶解可能な
焼結助剤のホウ素源について鋭意検討し、本発明に到達
した。
However, in the conventional method as described above, a solvent different from the dispersion medium of the SiC raw material powder slurry must be used in the addition of the boron source of the sintering aid, so that the slurry must be used. The operation of preparation becomes complicated. Further, when the slurry dispersion medium is collected and reused, the boron source is lost due to volatilization at the time of collection, and the composition of the SiC material after the dispersion medium is removed is changed, so that the characteristics of the SiC sintered body can be easily improved. However, there is a problem that it is difficult to obtain a SiC sintered body having high strength and high density. Therefore, there is a demand for a slurry preparation that can easily disperse the sintering aid uniformly and can obtain a SiC sintered body having excellent characteristics by a simple operation. In view of the above problems of the conventional method, the present invention provides a slurry which is easy to prepare and which has a densification sintering aid uniformly dispersed on SiC powder particles, and has excellent properties.
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a silicon carbide sintered body which is a C sintered body. In order to achieve the above object, the inventors of the present invention firstly studied the dispersion medium constituting the SiC raw material powder slurry and the boron source of the sintering aid that can be dissolved therein, and arrived at the present invention.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、炭化珪
素の緻密化焼結において、炭化珪素原料粉末を含有する
非アルコール系且つ非水系の分散媒スラリー中に、緻密
化焼結助剤のホウ素源及び炭素源化合物として、該分散
媒に可溶なホウ酸及び/またはホウ酸エステル、並びに
フェノール樹脂をそれぞれ添加してなり、該スラリーか
ら得られる粉粒体を用いることを特徴とする炭化珪素焼
結体の製造方法が提供される。
According to the present invention, in the densification sintering of silicon carbide, a densification sintering aid is added to a non-alcoholic and non-aqueous dispersion medium slurry containing silicon carbide raw material powder. The boric acid and / or boric acid ester soluble in the dispersion medium and the phenol resin are added as the boron source and the carbon source compound, respectively, and a powder or granular material obtained from the slurry is used. A method for manufacturing a silicon carbide sintered body is provided.

【0005】[0005]

【作用】本発明は上記のように構成され、炭化珪素原料
粉末スラリーの非アルコール系且つ非水系の分散媒と同
一分散媒に可溶な緻密化焼結助剤を用いるため、SiC
原料粉末と共に焼結助剤を溶媒中に混合溶解させること
ができ、スラリー調製操作が簡便で容易であり、更に、
SiC原料粉末と焼結助剤のホウ素源のホウ酸及び/ま
たはホウ酸エステル及び炭素源のフェノール樹脂とがス
ラリー中で均一に分散含有されることになる。従って、
そのようなスラリーから得られる粉粒体は、緻密化焼結
助剤がSiC原料粉末上に均一に分散されており、当該
粉粒体を使用して焼結処理して得られるSiC焼結体
は、十分に焼結され高密度で高強度となる。
The present invention is configured as described above, and uses the densification sintering aid soluble in the same dispersion medium as the non-alcoholic and non-aqueous dispersion medium of the silicon carbide raw material powder slurry.
The sintering aid can be mixed and dissolved in the solvent together with the raw material powder, and the slurry preparation operation is simple and easy.
The SiC raw material powder, the boric acid and / or boric acid ester of the boron source of the sintering aid, and the phenolic resin of the carbon source are uniformly dispersed and contained in the slurry. Therefore,
A powder or granular material obtained from such a slurry has a densification sintering aid uniformly dispersed on a SiC raw material powder, and a SiC sintered body obtained by performing a sintering process using the powder or granular material. Is sufficiently sintered to have high density and high strength.

【0006】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明のSiC原料粉末は、α型またはβ型のいずれのタ
イプのSiCでもよい。また、SiC原料粉末の平均粒
径は、特に制限されるものでなく、従来から各種成形方
法に応じて用いられる粉末と同様の粉末を用いることが
できる。通常、平均粒径0.05〜5μm、好ましくは
1μm以下のSiC原料粉末が用いられる。
The present invention will be described in detail below. The SiC raw material powder of the present invention may be either α-type or β-type SiC. Further, the average particle size of the SiC raw material powder is not particularly limited, and the same powder as that conventionally used according to various molding methods can be used. Usually, a SiC raw material powder having an average particle size of 0.05 to 5 μm, preferably 1 μm or less is used.

【0007】本発明において、上記SiC原料粉末を含
有するスラリーを構成する分散媒には、非アルコール系
から非水系の分散媒が用いられる。アルコール類はホウ
酸とエステルを生成し、SiCスラリー調製後の分散媒
の回収留去時に、ホウ酸またはホウ酸エステルが同伴除
去されるため使用できない。本発明の分散媒は、その回
収時にホウ酸、ホウ酸エステルを同伴することなく、S
iC原料粉末上に均一分散、固定化することができる。
上記したような分散媒としては、一般に、低沸点である
ケトン類やエステル類が用いられ、例えば、アセトン、
メチルエチルケトン、酢酸エチルが挙げられる。これら
のうち、アセトンは低価格で、取扱が簡便であり、特に
好ましい。
In the present invention, a non-alcohol-based to non-aqueous dispersion medium is used as the dispersion medium forming the slurry containing the SiC raw material powder. Alcohols cannot be used because they produce boric acid and an ester, and boric acid or boric acid ester is entrained and removed during recovery distillation of the dispersion medium after the SiC slurry is prepared. The dispersion medium of the present invention is not accompanied by boric acid or borate ester at the time of recovery, and
It can be uniformly dispersed and fixed on the iC raw material powder.
As the dispersion medium as described above, generally, ketones and esters having a low boiling point are used, for example, acetone,
Examples include methyl ethyl ketone and ethyl acetate. Of these, acetone is particularly preferable because it is inexpensive and easy to handle.

【0008】本発明の緻密化焼結助剤のホウ素源となる
ホウ酸及び/またはホウ酸エステル(R3 BO3 但し、
Rはアルキル基)は、上記分散媒に可溶であり、ホウ酸
エステルとしては、ホウ酸の低分子量のアルキルエステ
ル、例えば、ホウ酸メチルエステル、ホウ酸エチルエス
テル等である。これらホウ酸エステルは、一般に、低沸
点を有し、上記のSiC成形スラリーの分散媒の沸点と
近似するが、上記したように本発明の分散媒回収の蒸留
の際に、同伴留去されることがない。従来、これら低沸
点のホウ酸エステルは、スラリーの分散媒留去と同時に
スラリー中から除去されるとして使用されていなかった
ホウ素化合物である。しかし、従来の予測とは異なり、
上記した本発明の非アルコール系且つ非水系の分散媒と
併用した場合には、スラリー分散媒の除去操作において
も留去されることがない。しかも、分散媒留出後も、得
られるSiC粉粒体上に均一に分散されて存在し、緻密
化焼結助剤として機能することを、発明者らが初めて知
見したものである。また、ホウ酸は、上記したようにア
ルコールとホウ酸エステルを生成するが、本発明のスラ
リー分散媒においてはエステルが生成されず、分散媒留
去後もSiC粉粒体状に分散保持される。また、ホウ酸
の前記分散媒に対する溶解度が低いため、下記するよう
に従来のホウ素源添加量では使用できないものである
が、本発明のホウ素添加量は、微量でもよく可溶量の範
囲内であり使用することができる。
Boric acid and / or boric acid ester (R 3 BO 3 as a boron source of the densification and sintering aid of the present invention, provided that
R is an alkyl group) is soluble in the above dispersion medium, and the boric acid ester is a low molecular weight alkyl boric acid ester such as boric acid methyl ester or boric acid ethyl ester. These boric acid esters generally have a low boiling point and are close to the boiling point of the dispersion medium of the above-mentioned SiC molding slurry, but as mentioned above, they are distilled off together during the distillation for recovering the dispersion medium of the present invention. Never. Conventionally, these low-boiling borate esters are boron compounds that have not been used because they are removed from the slurry at the same time when the dispersion medium of the slurry is distilled off. However, unlike traditional predictions,
When used in combination with the above-mentioned non-alcoholic and non-aqueous dispersion medium of the present invention, it is not distilled off even in the operation of removing the slurry dispersion medium. Moreover, the present inventors have for the first time found that even after distilling the dispersion medium, the SiC powder is uniformly dispersed in the obtained SiC powder and functions as a densification sintering aid. Further, boric acid produces alcohol and boric acid ester as described above, but no ester is produced in the slurry dispersion medium of the present invention and is dispersed and held in a SiC powder or granular state even after the dispersion medium is distilled off. . Further, since the solubility of boric acid in the dispersion medium is low, it cannot be used with the conventional boron source addition amount as described below, but the boron addition amount of the present invention may be a trace amount within the range of the soluble amount. There can be used.

【0009】本発明において、SiC原料粉末を含有す
る非アルコール系且つ非水系の分散媒スラリー中に添加
される上記ホウ酸及び/またはホウ酸エステルは、ホウ
素元素基準でスラリー中に含有されるSiC原料粉末の
約0.05〜0.8重量%とするのが好ましい。添加量
が、0.05重量%未満であると十分に焼結が進まず、
高密度のSiC焼結体を得ることができない。一方、
0.8重量%を超えると粒界にボロンが偏析するため耐
酸化性や耐食性が低下し好ましくない。従来法の緻密化
焼結のホウ素源は、スラリー調製の際にはホウ素基準で
原料SiC粉末の0.5〜1.5重量%添加する必要が
あったのに対し、本発明のホウ素源のホウ酸及び/また
はホウ酸エステルは、上記のようにスラリー分散媒留去
時に損失されることがないため必要最低限の添加でよ
く、その添加量を従来に比し低減することができる。
In the present invention, the boric acid and / or borate ester added to the non-alcoholic and non-aqueous dispersion medium slurry containing the SiC raw material powder is the SiC contained in the slurry on the basis of boron element. It is preferably about 0.05 to 0.8% by weight of the raw material powder. If the addition amount is less than 0.05% by weight, sintering does not proceed sufficiently,
It is not possible to obtain a high density SiC sintered body. on the other hand,
If it exceeds 0.8% by weight, boron is segregated at the grain boundaries, so that the oxidation resistance and the corrosion resistance decrease, which is not preferable. The boron source for the densification and sintering of the conventional method was required to be added in an amount of 0.5 to 1.5 wt% of the raw SiC powder based on boron when preparing the slurry, whereas the boron source of the present invention was added. As described above, boric acid and / or boric acid ester is not lost when the slurry dispersion medium is distilled off, so that the necessary minimum amount of boric acid and / or boric acid ester can be added.

【0010】本発明の緻密化焼結の焼結助剤の炭素源の
フェノール樹脂は、ホウ素源のホウ酸及び/またはホウ
酸エステルと同様に、上記の非アルコール系且つ非水系
の分散媒に可溶なものであればよく、特に制限されるも
のでない。通常、市販されているフェノール樹脂から適
宜選択して用いることができる。フェノール樹脂の添加
量は、炭素元素基準でスラリー中に含有されるSiC原
料粉末の約1〜5重量%とするのが好ましい。添加量
が、1重量%未満であると十分に焼結が進まず、高密度
のSiC焼結体を得ることができない。一方、5重量%
を超えると過剰の炭素が残留炭素としてSiC焼結体中
に残り、耐酸化性低下の原因となり好ましくない。
The phenolic resin as the carbon source of the sintering aid for the densification and sintering of the present invention is added to the above-mentioned non-alcoholic and non-aqueous dispersion medium in the same manner as the boric acid and / or borate ester as the boron source. It is not particularly limited as long as it is soluble. Usually, a commercially available phenol resin can be appropriately selected and used. The addition amount of the phenol resin is preferably about 1 to 5% by weight of the SiC raw material powder contained in the slurry on the basis of carbon element. If the addition amount is less than 1% by weight, the sintering does not proceed sufficiently and a high density SiC sintered body cannot be obtained. On the other hand, 5% by weight
If it exceeds, excess carbon remains in the SiC sintered body as residual carbon, which is unfavorable because it causes a reduction in oxidation resistance.

【0011】本発明において、SiC原料粉末を含有す
る非アルコール系且つ非水系の分散媒スラリーは、上記
分散媒中に、上記したSiC原料粉末及び緻密化助剤の
ホウ素源及び炭素源の上記各化合物を、混合し、また
は、別々で、非アルコール系且つ非水系の分散媒中に供
給して分散、溶解して調製することができる。SiC原
料粉末のスラリー中の濃度は、特に制限されるものでな
く、使用するSiC原料粉末の粒度分布や所望の粉粒体
性状等により適宜選択することができる。通常は、12
0〜140重量%である。また、本発明の粉粒体は、上
記のようにして調製される非アルコール系且つ非水系の
分散媒スラリーから、過剰の分散媒を通常の方法で留出
除去して得るものであり、その粒径、形状等は任意であ
り、必要に応じ、篩等を用いて粒度調節することができ
る。
In the present invention, the non-alcoholic and non-aqueous dispersion medium slurry containing the SiC raw material powder contains the above-mentioned SiC raw material powder, the boron source of the densification aid and the carbon source of each of the above, in the dispersion medium. The compounds can be prepared by mixing or separately supplying them to a non-alcoholic and non-aqueous dispersion medium to disperse and dissolve them. The concentration of the SiC raw material powder in the slurry is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the particle size distribution of the SiC raw material powder to be used, the desired properties of the granular material, and the like. Usually 12
It is 0 to 140% by weight. Further, the powdery or granular material of the present invention is obtained by distilling off an excess dispersion medium by a usual method from the non-alcoholic and non-aqueous dispersion medium slurry prepared as described above. The particle size, shape, etc. are arbitrary, and the particle size can be adjusted using a sieve or the like, if necessary.

【0012】本発明のSiC原料粉末の分散媒スラリー
には、通常のスラリーに、必要に応じ添加されるバイン
ダー、成形助剤等の各種添加剤を添加含有させることが
できる。これらの各種添加剤は、本発明において添加す
る焼結助剤のホウ酸エステル及びフェノール樹脂の機能
を損なわない限り、特に制限されるものでなく、適宜選
択して用いることができる。更にまた、本発明のSiC
焼結体は、上記したように、SiC原料粉末、ホウ酸及
び/またはホウ酸エステル並びにフェノール樹脂を同時
に非アルコール系且つ非水系の分散媒中に均一に分散、
溶解させスラリーを調製し、その調製したスラリーから
該分散媒を留去して得られるSiC粉粒体を用いるもの
であり、その後の工程は、従来と同様に処理して製造す
ることができる。即ち、作製したSiC粉粒体は、上記
したように従来法と同様に篩分け等により粒径を調整し
て得られた造粒粉を用いて、適宜選択される成形方法に
て成形体を形成し、その成形体を乾燥、脱脂、焼結処理
等して炭化珪素焼結体を得ることができる。この場合の
各工程における処理条件は、適宜選択することができ、
通常、従来法と同様に行うことができる。
In the dispersion medium slurry of the SiC raw material powder of the present invention, various additives such as a binder and a molding aid, which are added as necessary, can be added to an ordinary slurry. These various additives are not particularly limited as long as they do not impair the functions of the boric acid ester and the phenol resin of the sintering aid added in the present invention, and can be appropriately selected and used. Furthermore, the SiC of the present invention
As described above, the sintered body uniformly disperses the SiC raw material powder, boric acid and / or boric acid ester, and phenol resin in a non-alcoholic and non-aqueous dispersion medium,
A SiC powder or granule obtained by dissolving and preparing a slurry and distilling off the dispersion medium from the prepared slurry is used, and the subsequent steps can be carried out by processing in the same manner as in the prior art. That is, the produced SiC powder is formed into a compact by an appropriately selected molding method using the granulated powder obtained by adjusting the particle size by sieving and the like as described above. A silicon carbide sintered body can be obtained by forming the molded body and drying, degreasing, and sintering the molded body. The processing conditions in each step in this case can be appropriately selected,
Usually, it can be performed in the same manner as the conventional method.

【0013】[0013]

【実施例】本発明について実施例に基づき、更に詳細に
説明する。但し、本発明は、下記の実施例に制限される
ものでない。 実施例1 平均粒径0.5μmのα型SiC粉末100g、フェノ
ール樹脂(炭化度50%)7g及びホウ酸メチル1.4
4gの混合物に、アセトン300mlを加え、プラスチ
ック製ボールミルにて24時間分散、溶解、混合し、混
合スラリーを調製した。得られた混合スラリーを加熱処
理して、アセトンを留出除去してSiCの粉粒体を得
た。得られた粉粒体を、60メッシュ篩で篩分けして粒
度調節し、篩通過粉粒体を用い、500kgf/cm2
で一軸プレスし、更に、1.5トン/cm3 のCIP
(静水圧成形)処理して、50×50×6(mm)の板
状の成形体を得た。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail based on examples. However, the present invention is not limited to the following examples. Example 1 100 g of α-type SiC powder having an average particle diameter of 0.5 μm, 7 g of phenol resin (carbonization degree 50%) and methyl borate 1.4.
300 ml of acetone was added to 4 g of the mixture, and the mixture was dispersed, dissolved and mixed in a plastic ball mill for 24 hours to prepare a mixed slurry. The obtained mixed slurry was heat-treated to distill off acetone to obtain SiC powder particles. The obtained powder and granules are sieved with a 60-mesh sieve to adjust the particle size, and the powder that has passed through the sieve is used to obtain 500 kgf / cm 2
Uniaxially press at 1.5T / cm 3 CIP
(Hydrostatic pressure molding) treatment was performed to obtain a 50 × 50 × 6 (mm) plate-shaped molded body.

【0014】上記のようにして成形した成形体を、窒素
雰囲気中、600℃で1時間加熱処理して脱脂処理した
後、アルゴン雰囲気中、2100℃で2時間焼成してS
iC焼結体を得た。得られたSiC焼結体から試料を切
り出し、その密度及び曲げ強度を、それぞれアルキメデ
ス法及び室温での3点曲げ強さ(JIS R1601)
を用いて測定した。その結果を表1に示した。なお、表
1において、ホウ素源添加量は、混合スラリー中のSi
C原料粉末に対するホウ素元素基準での重量%を示し
た。
The molded body molded as described above is heat-treated in a nitrogen atmosphere at 600 ° C. for 1 hour to be degreased, and then fired in an argon atmosphere at 2100 ° C. for 2 hours to obtain S.
An iC sintered body was obtained. A sample was cut out from the obtained SiC sintered body, and its density and bending strength were respectively evaluated by the Archimedes method and room temperature three-point bending strength (JIS R1601).
Was measured using. The results are shown in Table 1. In Table 1, the amount of boron source added is the amount of Si in the mixed slurry.
The weight% based on the boron element based on the C raw material powder is shown.

【0015】実施例2 添加したホウ酸メチルを2.89gとした以外は、実施
例1と同様にしてSiC焼結体を作製し、実施例1と同
様に焼結体の密度及び曲げ強度を測定した。その結果を
表1に示した。
Example 2 A SiC sintered body was prepared in the same manner as in Example 1 except that the added methyl borate was 2.89 g, and the density and bending strength of the sintered body were measured in the same manner as in Example 1. It was measured. The results are shown in Table 1.

【0016】実施例3 ホウ酸メチルの代わりにホウ酸エチルを2.03g用い
た以外は、実施例1と全く同様にしてSiC焼結体を得
た。得られた焼結体の密度及び曲げ強度を実施例1と同
様に測定した。その結果を表1に示した。
Example 3 A SiC sintered body was obtained in exactly the same manner as in Example 1 except that 2.03 g of ethyl borate was used instead of methyl borate. The density and bending strength of the obtained sintered body were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

【0017】実施例4 ホウ酸メチルの代わりにホウ酸を0.86g用いた以外
は、実施例1と同様にしてSiC焼結体を得た。得られ
た焼結体の密度及び曲げ強度を実施例1と同様に測定し
た。その結果を表1に示した。
Example 4 An SiC sintered body was obtained in the same manner as in Example 1 except that 0.86 g of boric acid was used instead of methyl borate. The density and bending strength of the obtained sintered body were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

【0018】比較例1 実施例2と同様のSiC原料粉末、フェノール樹脂及び
ホウ酸メチルの混合物にエタノール300mlを加え混
合スラリーとした以外は、実施例2と同様にしてSiC
焼結体を得た。得られた焼結体の密度及び曲げ強度を実
施例1と同様に測定した。その結果を表1に示した。
Comparative Example 1 SiC was mixed in the same manner as in Example 2 except that 300 ml of ethanol was added to the same mixture of SiC raw material powder, phenol resin and methyl borate as a mixed slurry to obtain SiC.
A sintered body was obtained. The density and bending strength of the obtained sintered body were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

【0019】[0019]

【表1】 1) 水溶性フェノール樹脂[Table 1] 1) Water-soluble phenolic resin

【0020】比較例2 SiC原料粉末、フェノール樹脂及びホウ酸の混合物を
エタノール300mlに添加して混合スラリーとした以
外は、実施例4と同様にしてSiC焼結体を得た。得ら
れた焼結体の密度及び曲げ強度を実施例1と同様に測定
した。その結果を表1に示した。
Comparative Example 2 An SiC sintered body was obtained in the same manner as in Example 4 except that a mixture of SiC raw material powder, phenol resin and boric acid was added to 300 ml of ethanol to prepare a mixed slurry. The density and bending strength of the obtained sintered body were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

【0021】比較例3 フェノール樹脂として水溶性フェノール樹脂を用い、エ
タノールの代わりに水を用いた以外は、比較例2と同様
にしてSiC焼結体を得た。得られた焼結体の密度及び
曲げ強度を実施例1と同様に測定した。その結果を表1
に示した。
Comparative Example 3 A SiC sintered body was obtained in the same manner as in Comparative Example 2 except that a water-soluble phenol resin was used as the phenol resin and water was used instead of ethanol. The density and bending strength of the obtained sintered body were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
It was shown to.

【0022】比較例4 添加したフェノール樹脂を1.0gとして以外は、実施
例1と同様にしてSiC焼結体を作製し、焼結体密度及
び曲げ強度を測定した。その結果を表1に示した。
Comparative Example 4 A SiC sintered body was prepared in the same manner as in Example 1 except that the added phenol resin was 1.0 g, and the sintered body density and bending strength were measured. The results are shown in Table 1.

【0023】比較例5 添加したフェノール樹脂を16.0gとして以外は、実
施例1と同様にしてSiC焼結体を作製し、焼結体密度
及び曲げ強度を測定した。その結果を表1に示した。
Comparative Example 5 An SiC sintered body was prepared in the same manner as in Example 1 except that the added phenol resin was 16.0 g, and the sintered body density and bending strength were measured. The results are shown in Table 1.

【0024】上記実施例及び比較例より明らかなよう
に、ホウ素源化合物を、溶媒アセトンにSiC原料粉末
と共に溶解して調製した混合スラリーを用いて作製した
SiC焼結体が、高密度で、高強度であることが分か
る。また、ホウ素源の添加量がSiC粉末の0.15重
量%の少量であっても、高密度で、高強度の焼結体が得
られることも明らかである。一方、エタノールまたは水
を分散媒とした混合スラリーを用いたSiC焼結体は、
同じ添加量で分散媒にアセトンを用いたものに比して、
密度が低く、強度がでないことが分かる。
As is clear from the above Examples and Comparative Examples, the SiC sintered body prepared by using the mixed slurry prepared by dissolving the boron source compound in the solvent acetone together with the SiC raw material powder has high density and high It turns out that it is strength. It is also clear that even if the amount of the boron source added is as small as 0.15% by weight of the SiC powder, a sintered body of high density and high strength can be obtained. On the other hand, a SiC sintered body using a mixed slurry using ethanol or water as a dispersion medium is
Compared to using acetone as the dispersion medium with the same addition amount,
It can be seen that the density is low and the strength is low.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明は、SiC原料粉末スラリーを形
成する非アルコール系且つ非水系の分散媒に可溶なホウ
素源及び炭素源化合物の緻密化焼結助剤を用いることに
より、一段操作でSiCの非アルコール系且つ非水系の
分散媒を用いた混合スラリーを調製でき、且つ得られる
SiC焼結体も十分な高密度及び高強度を有し、工業的
に極めて有用である。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention uses a densification sintering aid of a boron source and a carbon source compound, which is soluble in a non-alcoholic and non-aqueous dispersion medium that forms a SiC raw material powder slurry. A mixed slurry using a non-alcohol and non-aqueous dispersion medium of SiC can be prepared, and the obtained SiC sintered body has sufficient high density and high strength, and is industrially extremely useful.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大西 正俊 神奈川県秦野市曽屋30 東芝セラミックス 株式会社開発研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masatoshi Onishi 30 Soya, Hadano, Kanagawa Prefecture Toshiba Ceramics Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 炭化珪素の緻密化焼結において、炭化珪
素原料粉末を含有する非アルコール系且つ非水系の分散
媒スラリー中に、緻密化焼結助剤のホウ素源及び炭素源
化合物として、該分散媒に可溶なホウ酸及び/またはホ
ウ酸エステル、並びにフェノール樹脂をそれぞれ添加し
てなり、該スラリーから得られる粉粒体を用いることを
特徴とする炭化珪素焼結体の製造方法。
1. In the densification sintering of silicon carbide, a boron-containing compound and a carbon-source compound of a densification sintering aid are added to a non-alcoholic and non-aqueous dispersion medium slurry containing silicon carbide raw material powder. A method for producing a silicon carbide sintered body, comprising using a powdery or granular material obtained by adding boric acid and / or boric acid ester soluble in a dispersion medium and a phenol resin, respectively, and using the powdery or granular material.
【請求項2】 該炭化珪素原料粉末に対し、該ホウ酸及
び/またはホウ酸エステルの総量がホウ素元素基準で
0.05〜0.8重量%、該フェノール樹脂が炭素元素
基準で1〜5重量%添加される請求項1記載の炭化珪素
焼結体の製造方法。
2. The total amount of the boric acid and / or borate ester is 0.05 to 0.8% by weight based on the boron element, and the phenol resin is 1 to 5 based on the carbon element based on the silicon carbide raw material powder. The method for producing a silicon carbide sintered body according to claim 1, wherein the weight percent is added.
【請求項3】 該分散媒がアセトンである請求項1また
は2記載の炭化珪素焼結体の製造方法。
3. The method for producing a silicon carbide sintered body according to claim 1, wherein the dispersion medium is acetone.
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