JPH06263539A - 窒化ケイ素質焼結体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 室温から高温までの広い温度範囲で強度およ
び靭性に優れた窒化ケイ素質焼結体を提供する。 【構成】 窒化ケイ素原料粉末に、周期律表第ＩＩＩａ
族元素の酸化物，酸化アルミニウム，酸化ジルコニウム
から選ばれる１種または２種以上の酸化物を０．２重量
％以上１０．０重量％以下の量だけ添加して成形した
後、１気圧以上５００気圧以下の窒素雰囲気下で１６０
０℃以上２０００℃以下の温度で焼成し、さらに２気圧
以上２０００気圧以下の窒素雰囲気下で１９００℃以上
２２００℃以下の温度で二粒子粒界の直接結合が形成さ
れるまで熱処理を行うことによって、二粒子粒界の一部
ないしは全部において酸化物あるいは酸窒化物が存在し
ない窒化ケイ素同士の直接結合により形成されていると
共に、多粒子粒界は酸化物あるいは酸窒化物の粒界相か
ら形成されている窒化ケイ素質焼結体とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車，機械装置，化
学装置，宇宙航空機器などの広い分野において使用され
る各種構造部品の素材として利用でき、室温および高温
において高い破壊靭性値と優れた強度を有するファイン
セラミックス材料としての窒化ケイ素質焼結体およびそ
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】窒化ケイ素を主成分とする焼結体は、常
温および高温で化学的に安定であり、高い機械的強度を
有するため、軸受などの摺動部材，ターボチャージャロ
ータなどのエンジン部材として好適な材料である。

【０００３】従来より、高強度の窒化ケイ素質焼結体を
得るには、窒化ケイ素原料粉末に酸化物系の焼結助剤を
添加して１６００℃以上の温度で焼成し、液相焼結によ
り緻密な焼結体とするようにしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようにして製造し
た窒化ケイ素質焼結体においては、添加した酸化物系の
焼結助剤が酸化物あるいは酸窒化物のガラスあるいは結
晶として粒界相を形成する。ここで、粒界相には、二粒
子粒界と多粒子粒界がある。このうち、二粒子粒界は、
二個の窒化ケイ素粒子に挟まれた薄い膜状の粒界で、透
過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による観察では、二個の粒子
に挟まれた一定の厚さの層として観察される（図１参
照；図１において、Ａは窒化ケイ素粒子，Ｂは多粒子粒
界，Ｃは二粒子粒界である。）。

【０００５】このような窒化ケイ素間に酸化物あるいは
酸窒化物が存在する結合を、以後、第二相結合と呼ぶ。

【０００６】一方、多粒子粒界は、三個あるいは四個以
上の窒化ケイ素粒子に挟まれた塊状の粒界で、透過型電
子顕微鏡（ＴＥＭ）による観察では、三個の粒子に囲ま
れた三角形の形状に観察される（同じく図１参照）。

【０００７】従来の窒化ケイ素質焼結体では、二粒子粒
界および多粒子粒界が焼結助剤の元素を含む酸化物ある
いは酸窒化物の粒界相で形成されているため、焼結体を
高温にすると粒界相が軟化して強度が低下するという問
題があった。

【０００８】一方、高温強度を向上させる試みとして、
ガラス質の多粒子粒界を結晶化させる研究がなされてき
たが、二粒子粒界はガラス質のままであり、高温強度の
改善には限度があった。また、粒界層の量を減少させる
試みとして高温において生成する液相が焼結後に粒子内
に固溶する組成とする手法が開発され、サイアロン（Ｓ
ｉ_３Ｎ_４−Ａｌ_２Ｏ_３）として知られている。

【０００９】しかし、このサイアロンにおいては、二粒
子粒界および多粒子粒界の量を減少させることには成功
したものの、粒界相の量が減少しすぎたため粒内破壊の
割合が増え、破壊靭性が窒化ケイ素に比べて低下すると
いう問題があった。

【００１０】このように、従来の材料では、優れた破壊
靭性と高い高温強度をあわせ持つ材料は得られなかった
ことから、このような優れた破壊靭性と高い高温強度を
あわせ持つ材料を得ることが課題としてあった。

【００１１】

【発明の目的】本発明は、上述した従来の課題にかんが
みてなされたもので、焼結助剤の種類と量，焼成条件お
よび熱処理条件を工夫することにより、二粒子粒界の一
部ないしは全部を直接結合させることにより、室温から
高温までの広い温度範囲で強度および靭性に優れる窒化
ケイ素質焼結体を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる窒化ケイ
素質焼結体は、上記のように、窒化ケイ素粉末を原料と
し、粒界相制御に適した焼結助剤の種類と量を添加して
成形した後、焼成し、さらに二粒子粒界の結合状態を制
御しながら熱処理を施すことにより、室温から高温まで
の広い温度範囲で強度および靭性に優れる窒化ケイ素質
焼結体が得られることを新規に発明して製造されたもの
である。

【００１３】本発明に係わる窒化ケイ素質焼結体の製造
方法は、窒化ケイ素原料粉末に、周期律表第ＩＩＩａ族
元素の酸化物，酸化アルミニウム，酸化ジルコニウムか
ら選ばれる１種または２種以上の酸化物を０．２重量％
以上１０．０重量％以下の量だけ添加して成形した後、
１気圧以上５００気圧以下の窒素雰囲気下で１６００℃
以上２０００℃以下の温度で焼成し、さらに２気圧以上
２０００気圧以下の窒素雰囲気下で１９００℃以上２２
００℃以下の温度で二粒子粒界の直接結合が形成される
まで熱処理を行うことを特徴とするものであり、それに
よって、室温から高温までの広い温度範囲で強度および
靭性に優れた窒化ケイ素質焼結体が得られることを新規
に発明した。

【００１４】このようにして製造される本発明に係わる
窒化ケイ素質焼結体は、窒化ケイ素粒子と酸化物あるい
は酸窒化物の粒界相から形成されており、二粒子粒界の
一部ないしは全部において酸化物あるいは酸窒化物が存
在しない窒化ケイ素同士の直接結合により形成されてい
ると共に、多粒子粒界は酸化物あるいは酸窒化物の粒界
相から形成されているものとなっている。さらに、二粒
子粒界の直接結合の割合を制御することにより、目的と
する高温強度と破壊靭性値を得ることができる。

【００１５】本発明に係わる窒化ケイ素質焼結体および
その製造方法において、出発原料としては、α型，β
型，アモルファスあるいはこれらの混合物の窒化ケイ素
原料粉末を用いる。この場合、粉末粒子の大きさや分
布，形状，純度等は特に規定しないが、室温および高温
の強度が高い焼結体を得るためには、平均粒径２μｍ以
下の粒度分布で金属不純物量１００ｐｐｍ以下の粉末が
好ましい。

【００１６】この窒化ケイ素原料粉末に添加する焼結助
剤は、周期律表第ＩＩＩａ族元素（Ｓｃ，Ｙ，Ｌａ，Ｃ
ｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄ
ｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ａｃ）の酸化物，
酸化アルミニウム，酸化ジルコニウムから選ばれる１種
または２種以上の酸化物を用いる。

【００１７】そして、焼結助剤の添加量は、０．２重量
％以上１０．０％重量％以下である。この場合、０．２
重量％未満では緻密化が難しく、１０．０重量％超過で
は高温強度が低下する。焼結助剤量は、この範囲で選ば
れるが、特に高温強度を向上させるためには、緻密化が
達成される範囲で少ない方が良く、好ましくは０．２重
量％以上４．０重量％以下とするのがよい。そして、成
形法は、静水圧プレス成形，射出成形，鋳込み成形など
通常の成形法で成形する。

【００１８】焼成は、１気圧以上５００気圧以下の窒素
雰囲気下で１６００℃以上２０００℃以下の温度で行
う。この場合、窒素雰囲気は窒化ケイ素の熱分解を防ぐ
ために必要であり、高温で焼成するほど高圧の窒素雰囲
気を使用する。必要な最低圧は、１６００℃ないし１７
５０℃の焼成で１気圧、１８００℃で２気圧、１９００
℃で５気圧、２０００℃で１０気圧である。そして、所
定圧力よりも低いと窒化ケイ素は熱分解を起こし、窒素
を放出してケイ素となるので好ましくない。また、必要
以上に圧力が高すぎると緻密化が阻害されるので好まし
くない。そして、５００気圧を超えると緻密化が困難で
ある。

【００１９】焼成温度は、焼結手法と使用する焼結助剤
の種類と量により異なるが、１６００℃以上２０００℃
以下の温度が使用される。この場合、１６００℃よりも
低いと緻密化が困難であり、２０００℃を超えると粒成
長が顕著となり強度が低下する。焼結手法は、製品形
状，使用される焼結助剤の種類と量を考えて、ホットプ
レス，常圧焼結，ガス圧焼結等が使用される。

【００２０】この後、二粒子粒界除去のための熱処理を
行う。この場合の熱処理は、２気圧以上２０００気圧以
下の窒素雰囲気下で１９００℃以上２２００℃以下の温
度で行う。そして、１９００℃未満の温度では、二粒子
粒界除去の達成は難しく、２２００℃超過の温度では、
粒成長が激しいため強度が低下する。また、窒素雰囲気
が２気圧未満では熱分解するので好ましくなく、２００
０気圧超過では窒素ガスがガラス相に溶解するため高温
強度が低下するので好ましくない。

【００２１】そして、熱処理の時間は、添加する焼結助
剤の種類と量により異なるが、一般的には、１時間から
６時間の熱処理で二粒子粒界の直接結合が形成される。

【００２２】直接結合が形成された二粒子粒界の割合
は、以下の手順で決定される。まず、焼結体を取り出し
て薄片を作製し、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で二粒子
粒界を観察する。この観察結果は図２および図３に示す
とおりであり、図２に示すように二粒子粒界と多粒子粒
界が観察され、さらに高分解能像とした図３に示すよう
に直接結合の二粒子粒界が観察される。

【００２３】そこで、図３に示すように、二つの窒化ケ
イ素粒子は格子像または構造像が観察される位置関係と
なるものを探し出し、かつその間の二粒子粒界は観察面
に対して垂直となるようにする。二つの窒化ケイ素粒子
の格子像がモアレを生じている場合は、二粒子粒界が観
察面に対し垂直でないことを示しているので、本発明の
直接結合の判断には使えない。直接結合とは、このよう
にして撮影した二粒子粒界に存在する第二相の厚さが
０．５ｎｍ以下である粒界とする。二粒子粒界に酸化物
あるいは酸窒化物の粒界相が観察されたもの（第二相結
合）と直接結合が観察されたものの粒界を数えてその割
合を出す。観察する粒界の数は２０個以上が望ましい。

【００２４】二粒子粒界における直接結合と第二相結合
の割合は、目的とする機械的特性により異なるが、高温
強度だけを向上させるためには、直接結合ができるだけ
多い方がよい。一方、破壊靭性と高温強度を両立させる
ためには、直接結合の割合が二粒子粒界全体の２０％以
上８０％以下であるようにするのがよい。この場合、２
０％未満では高温強度が低下する傾向となり、８０％超
過では破壊靭性が低下する傾向となる。

【００２５】本発明では、二粒子粒界はその一部ないし
は全部が粒界に酸化物あるいは酸窒化物の第二相を伴わ
ない直接結合であるが、多粒子粒界は焼結助剤成分に起
因する酸化物あるいは酸窒化物の粒界相が存在する。こ
の多粒子粒界の粒界相は、アモルファスであってもよい
し、熱処理により結晶化させてもよいが、高温強度のよ
り一層の向上のためには結晶化処理を行った方がよい。

【００２６】

【発明の作用】従来の窒化ケイ素質焼結体では、酸化物
の焼結助剤が焼結後に二粒子粒界および多粒子粒界に残
留するため、破壊靭性は高いものの高温強度が低下し、
耐熱性に乏しい材料であったが、本発明に係わる窒化ケ
イ素質焼結体では、二粒子粒界の一部ないしは全部にお
いて酸化物あるいは酸窒化物が存在しない窒化ケイ素同
士の直接結合により形成されていると共に、多粒子粒界
は酸化物あるいは酸窒化物の粒界相から形成されている
ものとなっており、このような窒化ケイ素質焼結体を製
造するに際しては、窒化ケイ素原料粉末に添加する焼結
助剤の種類や量および焼成条件を制御し、焼結体を得た
後、二粒子粒界除去のための熱処理を施して、二粒子粒
界における直接結合の割合を制御するようにしているの
で、室温から高温までの広い温度領域で強度および破壊
靭性値が高い窒化ケイ素質焼結体が得られることとな
る。

【００２７】

【実施例】実施例１ 平均粒径０．５μｍのβ型含有量９５重量％の窒化ケイ
素粉末に、酸化イットリウム０．８重量％と酸化ネオジ
ム１．２重量％を添加し、エタノールを添加した湿式ボ
ールミルにより９４時間混合粉砕した。ついで、空気中
でスプレードライヤーを用いて乾燥し、２０ＭＰａの圧
力で金型成形した後、２００ＭＰａの圧力でラバープレ
スを施すことにより、６ｍｍ×６ｍｍ×５０ｍｍの成形
体を得た。

【００２８】この成形体を黒鉛のガス圧炉を用いて、１
０気圧の窒素ガス圧下で１９００℃で２時間焼成した後
（すなわち、ガス圧焼結法による）、３００気圧の窒素
ガス圧下で２０００℃で４時間熱処理を施した。

【００２９】ここで得られた焼結体を８００メッシュの
ダイヤモンドホイールで平面研削し、３ｍｍ×４ｍｍ×
４０ｍｍの形状に加工し、ＪＩＳ Ｒ １６０１に準じ
た室温および高温３点曲げにより曲げ強さを測定すると
共に、ＪＩＳ Ｒ １６０７に準じたＳＥＰＢ法（試験
片の３×４０ｍｍの面にビッカース圧痕を加え、これか
ら予亀裂を生成させ、この予亀裂から破壊する手法）に
より室温の破壊靭性値を測定した。

【００３０】この焼結体の気孔率は１．２％、室温にお
ける三点曲げ強さは７５０ＭＰａであり、１４００℃に
おける三点曲げ強さは７２０ＭＰａであった。また、破
壊靭性値は５．２ＭＰａ√ｍであった。

【００３１】次に、焼結体から薄片を切りだし、アルゴ
ンイオンミル処理の後、透過型電子顕微鏡で観察したと
ころ図２に示すように、二粒子粒界と多粒子粒界とから
なる微構造であった。さらに、二粒子粒界を高分解能電
子顕微鏡で観察したところ、図３に示すように、二粒子
粒界には酸化物あるいは酸窒化物の第二相は観察され
ず、窒化ケイ素同士の直接結合が観察された。さらに、
ランダムに選んだ２０個の二粒子粒界について直接結合
か第二相結合かを調べたところ、２０個全てが直接結合
であった。

【００３２】このように、二粒子粒界から酸化物あるい
は酸窒化物の層を除去して窒化ケイ素同士の直接結合を
形成することにより、高温において強度低下が少ない高
温強度の高い窒化ケイ素質焼結体を得た。

【００３３】比較例１ 平均粒径１．３μｍのα型含有量９５重量％の窒化ケイ
素粉末に、酸化イットリウム０．８重量％と酸化ネオジ
ム１．２重量％を添加し、エタノールを添加した湿式ボ
ールミルにより９４時間混合粉砕した。ついで、空気中
でスプレードライヤーを用いて乾燥し、２０ＭＰａの圧
力で金型成形した後、２００ＭＰａの圧力でラバープレ
スを施すことにより、６ｍｍ×６ｍｍ×５０ｍｍの成形
体を得た。

【００３４】この成形体を黒鉛のガス圧炉を用いて、１
００気圧の窒素ガス圧下で１９００℃で４時間焼成し
た。

【００３５】ここで得られた焼結体を８００メッシュの
ダイヤモンドホイールで平面研削し、３ｍｍ×４ｍｍ×
４０ｍｍの形状に加工し、ＪＩＳ Ｒ １６０１に準じ
た室温および高温３点曲げにより曲げ強さを測定すると
共に、ＪＩＳ Ｒ １６０７に準じたＳＥＰＢ法（試験
片の３×４０ｍｍの面にビッカース圧痕を加え、これか
ら予亀裂を生成させ、この予亀裂から破壊する手法）に
より室温の破壊靭性値を測定した。

【００３６】この焼結体の気孔率は１．５％、室温にお
ける三点曲げ強さは７８０ＭＰａであり、１４００℃に
おける三点曲げ強さは５２０ＭＰａであった。また、破
壊靭性値は６．８ＭＰａ√ｍであった。

【００３７】次に、焼結体から薄片を切りだし、アルゴ
ンイオンミル処理の後、透過型電子顕微鏡で観察したと
ころ、すべての焼結体は二粒子粒界と多粒子粒界とから
なる微構造であった。さらに、二粒子粒界を高分解能電
子顕微鏡で観察し、直接結合か第二相結合かを調べたと
ころ、図４に示すように、二粒子粒界に酸化物あるいは
酸窒化物第二相を含む粒界が観察された。また、２０個
の二粒子粒界について調べたところ、全ての二粒子粒界
には第二相が観察された。

【００３８】このように、二粒子粒界が酸化物あるいは
酸窒化物の第二相である焼結体では、高温において強度
の低下が大きく高温強度の低いものとなっていた。

【００３９】実施例２〜１０ 窒化ケイ素原料粉末として、 ［α］：α型含有量９０重量％，平均粒径０．５μｍの
窒化ケイ素粉末 ［β］：β型含有量９０重量％、平均粒径０．８μｍの
窒化ケイ素粉末 を用いた。

【００４０】また、焼結助剤として表１（実施例２〜
６）および表２（実施例７〜１０）に示す酸化物を使用
した。そして、エタノールを添加した湿式ボールミルに
より窒化ケイ素粉末と酸化物系焼結助剤とを９４時間混
合粉砕した。ついで、空気中でスプレードライヤーを用
いて乾燥し、２０ＭＰａの圧力で金型成形した後、２０
０ＭＰａの圧力でラバープレスを施すことにより、６ｍ
ｍ×６ｍｍ×５０ｍｍの成形体を得た。

【００４１】この成形体を黒鉛のガス圧炉を用いて、表
１（実施例２〜６）および表２（実施例７〜１０）に示
す焼成条件で焼成した後、表３（実施例２〜６）および
表４（実施例７〜１０）に示す熱処理条件で熱処理を施
した。

【００４２】ここで得られた焼結体を８００メッシュの
ダイヤモンドホイールで平面研削し、３ｍｍ×４ｍｍ×
４０ｍｍの形状に加工し、ＪＩＳ Ｒ １６０１に準じ
た室温および高温３点曲げにより曲げ強さを測定すると
共に、ＪＩＳ Ｒ １６０７に準じたＳＥＰＢ法（試験
片の３×４０ｍｍの面にビッカース圧痕を加え、これか
ら予亀裂を生成させ、この予亀裂から破壊する手法）に
より室温の破壊靭性値を測定した。

【００４３】表３（実施例２〜６）および表４（実施例
７〜１０）に、上記により得られた焼結体の気孔率，室
温における三点曲げ強さ，１４００℃における三点曲げ
強さ，室温の破壊靭性値を示す。

【００４４】次に、焼結体から薄片を切りだし、アルゴ
ンイオンミル処理の後、透過型電子顕微鏡で観察したと
ころ、二粒子粒界と多粒子粒界とからなる微構造であっ
た。さらに、それぞれの試料について２０個の二粒子粒
界を高分解能電子顕微鏡で観察したところ、二粒子粒界
の一部ないしは全部に窒化ケイ素同士の直接結合が観察
された。

【００４５】このように、二粒子粒界の一部ないしは全
部が直接結合である焼結体では、優れた破壊靭性を持ち
ながら高温において強度の低下が小さく高温強度の高い
ものであった。

【００４６】比較例２〜４ 窒化ケイ素原料粉末として、 ［α］：α型含有量９０重量％，平均粒径０．５μｍの
窒化ケイ素粉末 ［β］：β型含有量９０重量％、平均粒径０．８μｍの
窒化ケイ素粉末 を用いた。

【００４７】また、焼結助剤として表５に示す酸化物を
使用した。そして、エタノールを添加した湿式ボールミ
ルにより窒化ケイ素粉末と酸化物系焼結助剤とを９４時
間混合粉砕した。ついで、空気中でスプレードライヤー
を用いて乾燥し、２０ＭＰａの圧力で金型成形した後、
２００ＭＰａの圧力でラバープレスを施すことにより、
６ｍｍ×６ｍｍ×５０ｍｍの成形体を得た。

【００４８】この成形体を黒鉛のガス圧炉を用いて、表
５に示す焼成条件で焼成した後、表６に示す熱処理条件
で熱処理を施した（ただし、比較例２を除く）。

【００４９】ここで得られた焼結体を８００メッシュの
ダイヤモンドホイールで平面研削し、３ｍｍ×４ｍｍ×
４０ｍｍの形状に加工し、ＪＩＳ Ｒ １６０１に準じ
た室温および高温３点曲げにより曲げ強さを測定すると
共に、ＪＩＳ Ｒ １６０７に準じたＳＥＰＢ法（試験
片の３×４０ｍｍの面にビッカース圧痕を加え、これか
ら予亀裂を生成させ、この予亀裂から破壊する手法）に
より室温の破壊靭性値を測定した。

【００５０】表６に、上記により得られた焼結体の気孔
率，室温における三点曲げ強さ，１４００℃における三
点曲げ強さ，室温の破壊靭性値を示す。

【００５１】次に、焼結体から薄片を切りだし、アルゴ
ンイオンミル処理の後、透過型電子顕微鏡で観察したと
ころ、二粒子粒界と多粒子粒界とからなる微構造であっ
た。さらに、それぞれの試料について２０個の二粒子粒
界を高分解能電子顕微鏡で観察したところ、二粒子粒界
は全て第二相を伴う結合であった。

【００５２】

【表１】

【００５３】

【表２】

【００５４】

【表３】

【００５５】

【表４】

【００５６】

【表５】

【００５７】

【表６】

【００５８】表に示すように、比較例２のごとく熱処理
を行わなかったり、比較例３のように熱処理を行うとし
ても温度が低かったり、比較例４のように熱処理を行う
としても時間が短かかったりした場合には、二粒子粒界
の直接結合が形成されず、二粒子粒界除去の達成が行わ
れないこととなって、二粒子粒界のすべてが第二相によ
る結合であって直接結合でない焼結体であり、このよう
な焼結体では破壊靭性には優れているものの高温におい
て強度の低下が大きく高温強度の低いものとなってい
た。

【００５９】

【発明の効果】本発明に係わる窒化ケイ素質焼結体およ
びその製造方法は、上述した構成としているので、室温
から高温までの広い温度領域で強度および破壊靭性値が
高い窒化ケイ素質焼結体が得られるという著しく優れた
効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】窒化ケイ素質焼結体の粒界相を透過型電子顕微
鏡で観察した結果を示す模写図である。

【図２】本発明法により製造した窒化ケイ素質焼結体の
二粒子粒界を透過型電子顕微鏡で観察した結果を示す模
写図（６６，０００倍）である。

【図３】本発明法により製造した窒化ケイ素質焼結体の
二粒子粒界を透過電子型顕微鏡で高分解能像として観察
した結果を示す模写図（３，８００，０００倍）であ
る。

【図４】本発明の比較例において窒化ケイ素質焼結体の
二粒子粒界を透過型電子顕微鏡で高分解能像として観察
した結果を示す模写図（１，２５０，０００倍）であ
る。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年３月１７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】本発明法により製造した窒化ケイ素質焼結体の
二粒子粒界を透過型電子顕微鏡で観察した結果を示す写
真（６６，０００倍）である。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】本発明法により製造した窒化ケイ素質焼結体の
二粒子粒界を透過電子型顕微鏡で高分解能像として観察
した結果を示す写真（３，８００，０００倍）である。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】本発明の比較例において窒化ケイ素質焼結体の
二粒子粒界を透過型電子顕微鏡で高分解能像として観察
した結果を示す写真（１，２５０，０００倍）である。

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正６】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安 藤 元 英 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 窒化ケイ素粒子と酸化物あるいは酸窒化
   物の粒界相から形成される窒化ケイ素質焼結体におい
   て、二粒子粒界の一部ないしは全部において酸化物ある
   いは酸窒化物が存在しない窒化ケイ素同士の直接結合に
   より形成されていると共に、多粒子粒界は酸化物あるい
   は酸窒化物の粒界相から形成されていることを特徴とす
   る窒化ケイ素質焼結体。
2. 【請求項２】 直接結合により形成されている粒界の割
   合が二粒子粒界全体の２０％以上８０％以下であること
   を特徴とする請求項１に記載の窒化ケイ素質焼結体。
3. 【請求項３】 窒化ケイ素原料粉末に、周期律表第ＩＩ
   Ｉａ族元素の酸化物，酸化アルミニウム，酸化ジルコニ
   ウムから選ばれる１種または２種以上の酸化物を０．２
   重量％以上１０．０重量％以下の量だけ添加して成形し
   た後、１気圧以上５００気圧以下の窒素雰囲気下で１６
   ００℃以上２０００℃以下の温度で焼成し、さらに２気
   圧以上２０００気圧以下の窒素雰囲気下で１９００℃以
   上２２００℃以下の温度で二粒子粒界の直接結合が形成
   されるまで熱処理を行うことを特徴とする窒化ケイ素質
   焼結体の製造方法。