JPH0672056B2 - 繊維強化セラミックスの製造方法 - Google Patents
繊維強化セラミックスの製造方法Info
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- JPH0672056B2 JPH0672056B2 JP62231065A JP23106587A JPH0672056B2 JP H0672056 B2 JPH0672056 B2 JP H0672056B2 JP 62231065 A JP62231065 A JP 62231065A JP 23106587 A JP23106587 A JP 23106587A JP H0672056 B2 JPH0672056 B2 JP H0672056B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は切削工具、耐摩耗性工具材料、セラミックバル
ブ等の自動車エンジン部材、ガスタービンロータ等の熱
機関部材、ベアリングボール等の構造部材などに用いる
のに適した耐摩耗性、耐欠損性、耐食性等に優れた繊維
強化セラミックスの製造方法に関するものである。
ブ等の自動車エンジン部材、ガスタービンロータ等の熱
機関部材、ベアリングボール等の構造部材などに用いる
のに適した耐摩耗性、耐欠損性、耐食性等に優れた繊維
強化セラミックスの製造方法に関するものである。
（従来の技術） 窒化珪素(Si3N4)を主成分とする窒化珪素系セラミック
スは強度、耐酸化性、耐摩耗性、耐熱衝撃性等に優れて
いるため、前述の利用分野で注目されている材料であ
り、中でもSi3N4にAlとＯが置換固溶してなるβ−サイ
アロンは高強度、高靱性を有し、またSi3N4にAlとＯが
置換固溶し、かつ格子間位置に他の元素が置換固溶した
α−サイアロンは高硬度を有することから、特にサイア
ロンセラミックスは各種構造部材として注目されてい
る。また、炭化珪素（SiC）ウイスカーの如き繊維状
（ひげ状）結晶をこれら窒化珪素系セラミックスを母相
として配合することにより電気的特性を付与したり機械
的特性を向上したりして、優れた特性の複合材料を得よ
うとする試みがなされている。
スは強度、耐酸化性、耐摩耗性、耐熱衝撃性等に優れて
いるため、前述の利用分野で注目されている材料であ
り、中でもSi3N4にAlとＯが置換固溶してなるβ−サイ
アロンは高強度、高靱性を有し、またSi3N4にAlとＯが
置換固溶し、かつ格子間位置に他の元素が置換固溶した
α−サイアロンは高硬度を有することから、特にサイア
ロンセラミックスは各種構造部材として注目されてい
る。また、炭化珪素（SiC）ウイスカーの如き繊維状
（ひげ状）結晶をこれら窒化珪素系セラミックスを母相
として配合することにより電気的特性を付与したり機械
的特性を向上したりして、優れた特性の複合材料を得よ
うとする試みがなされている。
例えば、特公昭60−35316号公報のSi3N4中に５〜50重量
％の範囲で繊維状SiC結晶を分散し高い電気伝導性を有
する放電加工可能なSi3N4焼結体や特公昭60−55469号公
報の窒化珪素粉末の分散液と繊維状炭化珪素結晶の分散
液とを、前者に対し後者が５〜50重量％となるように混
合し、成形、焼結する製造方法や、特開昭59−102862号
公報の第II族、第III族又は第IV族元素の酸化物、窒化
物又は炭化物を母相とし、繊維状炭化珪素と導電性を有
する炭化物、窒化物又はホウ化物の粉末を分散含有せし
めた複合焼結体や、特開昭60−246268号公報のウイスカ
ー相にSiC,Si3N4、B4C，TiB2を用い、Y,Mg,Ca及び希土
類金属と、Al、Si,O,Nと不可避不純物からなるガラス質
相と、残部がβ−サイアロンから成る焼結体などが知ら
れている。
％の範囲で繊維状SiC結晶を分散し高い電気伝導性を有
する放電加工可能なSi3N4焼結体や特公昭60−55469号公
報の窒化珪素粉末の分散液と繊維状炭化珪素結晶の分散
液とを、前者に対し後者が５〜50重量％となるように混
合し、成形、焼結する製造方法や、特開昭59−102862号
公報の第II族、第III族又は第IV族元素の酸化物、窒化
物又は炭化物を母相とし、繊維状炭化珪素と導電性を有
する炭化物、窒化物又はホウ化物の粉末を分散含有せし
めた複合焼結体や、特開昭60−246268号公報のウイスカ
ー相にSiC,Si3N4、B4C，TiB2を用い、Y,Mg,Ca及び希土
類金属と、Al、Si,O,Nと不可避不純物からなるガラス質
相と、残部がβ−サイアロンから成る焼結体などが知ら
れている。
（発明が解決すべき問題点） しかし上記従来例はSiCウイスカーを分散した複合材が
焼結困難であることから、焼結はホットプレス法（HP）
や、1500kg/cm2（1500気圧）以上の加圧雰囲気下におけ
る熱間静水圧プレス法（HIP）によって行はれていた。
しかしながら、HP法により焼結されたSiCウイスカー強
化セラミックスは、SiCウイスカーが特定の方向に配向
しているため、特性に異方性を生じ、しかも複雑形状品
は得られないという問題点があった。又HIP法は装置が
大型化し、ガス圧力が高まるにつれて生産性が悪く、コ
ストも高価となる上、1500kg/cm2（1500気圧）以上の加
圧雰囲気下でのHIP法により焼結された焼結体の特性はH
P法により焼結された焼結体の特性よりも劣るという問
題点があった。本発明は上記実情に鑑みなされたもので
あり、焼結体特性に異方性が無く、HP焼結体以上に高い
強度、及び靱性を有し、且つ複雑形状品の焼結が可能な
繊維強化セラミックスの製造方法を提供することを目的
とする。
焼結困難であることから、焼結はホットプレス法（HP）
や、1500kg/cm2（1500気圧）以上の加圧雰囲気下におけ
る熱間静水圧プレス法（HIP）によって行はれていた。
しかしながら、HP法により焼結されたSiCウイスカー強
化セラミックスは、SiCウイスカーが特定の方向に配向
しているため、特性に異方性を生じ、しかも複雑形状品
は得られないという問題点があった。又HIP法は装置が
大型化し、ガス圧力が高まるにつれて生産性が悪く、コ
ストも高価となる上、1500kg/cm2（1500気圧）以上の加
圧雰囲気下でのHIP法により焼結された焼結体の特性はH
P法により焼結された焼結体の特性よりも劣るという問
題点があった。本発明は上記実情に鑑みなされたもので
あり、焼結体特性に異方性が無く、HP焼結体以上に高い
強度、及び靱性を有し、且つ複雑形状品の焼結が可能な
繊維強化セラミックスの製造方法を提供することを目的
とする。
本発明は前述の目的を達成するために、種々検討した結
果なされたものであり、SiCウイスカーと残部が主とし
てサイアロンからなる繊維強化セラミックスの製造方法
に関するものである。
果なされたものであり、SiCウイスカーと残部が主とし
てサイアロンからなる繊維強化セラミックスの製造方法
に関するものである。
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明は、下記配合組成物を混合し常法により成形した
後、1600〜1850℃の非酸化性雰囲気中で開気孔がなくな
るまで常圧焼結し、その後、1600〜2000℃、1.5〜100気
圧の非酸化性雰囲気中でガス圧焼結することによって、
Si3N4又はサイアロンを分解させることなく、緻密で、
機械的特性に異方性のない焼結体を安価に得ることがで
きるようにしたものである。
後、1600〜1850℃の非酸化性雰囲気中で開気孔がなくな
るまで常圧焼結し、その後、1600〜2000℃、1.5〜100気
圧の非酸化性雰囲気中でガス圧焼結することによって、
Si3N4又はサイアロンを分解させることなく、緻密で、
機械的特性に異方性のない焼結体を安価に得ることがで
きるようにしたものである。
〈配合組成〉 但し（ ）内はより好ましい場合、〔 〕内は最も好ま
しい場合の重量％を示す。
しい場合の重量％を示す。
ここに用いられるSiCウイスカーの平均直径は、0.2〜５
μｍ、平均長さは２〜50μｍ、アスペクト比５〜250の
ものが望ましい。このウイスカーの含有量は５〜30重量
％であるが、より好ましくは５〜25重量％、最も好まし
くは10〜25重量％にして、Al,Ca,Mg,Ni,Fe,Co,Mn,Cr等
のカチオン不純物が少なく、くびれ、枝分れや面欠陥等
の少ないひげ状結晶であることが、高靱性な緻密体を得
る上で好ましい。
μｍ、平均長さは２〜50μｍ、アスペクト比５〜250の
ものが望ましい。このウイスカーの含有量は５〜30重量
％であるが、より好ましくは５〜25重量％、最も好まし
くは10〜25重量％にして、Al,Ca,Mg,Ni,Fe,Co,Mn,Cr等
のカチオン不純物が少なく、くびれ、枝分れや面欠陥等
の少ないひげ状結晶であることが、高靱性な緻密体を得
る上で好ましい。
SiCウイスカーの添加量を５〜30重量％とする理由はSiC
ウイスカーが５重量％より少ない場合はセラミック焼結
体に靱性の向上が見られず、逆に30重量％を越える場合
はウイスカーが焼結性を著しく低下させるためである。
なお、SiCウイスカーは、焼結後もウイスカー形状で焼
結体中に残留する。
ウイスカーが５重量％より少ない場合はセラミック焼結
体に靱性の向上が見られず、逆に30重量％を越える場合
はウイスカーが焼結性を著しく低下させるためである。
なお、SiCウイスカーは、焼結後もウイスカー形状で焼
結体中に残留する。
Al2O3,AlN（添加する場合）と周期表第IIa族又は第IIIa
族の金属元素の酸化物又は複合酸化物は焼結助剤として
作用し一部はSi3N4中に固溶してサイアロンを形成する
が、残部は焼結後にセラミック焼結体内でガラス相を形
成する。したがって、焼結体中のガラス相はAl,Si,O,N
と周期表第1Ia族又は第IIIa族から選ばれる一種以上の
金属元素から成る。Al2O3の添加量は１〜30重量％、よ
り好ましくは４〜20重量％、最も好ましくは４〜15重量
％である。
族の金属元素の酸化物又は複合酸化物は焼結助剤として
作用し一部はSi3N4中に固溶してサイアロンを形成する
が、残部は焼結後にセラミック焼結体内でガラス相を形
成する。したがって、焼結体中のガラス相はAl,Si,O,N
と周期表第1Ia族又は第IIIa族から選ばれる一種以上の
金属元素から成る。Al2O3の添加量は１〜30重量％、よ
り好ましくは４〜20重量％、最も好ましくは４〜15重量
％である。
Al2O3の添加量を１〜30重量％とする理由はAl2O3の添加
量が１重量％未満では焼結助剤としての効果が十分に現
われず、30重量％を越える場合には強度、靱性等の特性
に劣化が見られるためである。
量が１重量％未満では焼結助剤としての効果が十分に現
われず、30重量％を越える場合には強度、靱性等の特性
に劣化が見られるためである。
また周期表の第IIa族又は第IIIa族の金属元素の酸化物
又は複合酸化物、すなわち、Mg,Ca,Sr,Sc,Y及び希土類
元素から選ばれる金属元素の酸化物又は複合酸化物はガ
ス圧焼結において類似した作用効果を発揮するがその添
加量は１〜30重量％、より好ましくは、４〜25重量％、
最も好ましくは８〜25重量％である。
又は複合酸化物、すなわち、Mg,Ca,Sr,Sc,Y及び希土類
元素から選ばれる金属元素の酸化物又は複合酸化物はガ
ス圧焼結において類似した作用効果を発揮するがその添
加量は１〜30重量％、より好ましくは、４〜25重量％、
最も好ましくは８〜25重量％である。
ここで周期表の第IIa族又は第IIIa族の金属元素の酸化
物又は複合酸化物１種以上の添加量を１〜30重量％とす
る理由は、それら金属の酸化物又は複合酸化物１種以上
の添加量を１重量％未満とするときはAl2O3との複合効
果を生じないため、緻密体が得られず、30重量％を越え
る場合は、やはり強度、靱性等の特性に劣化を来たすた
めである。
物又は複合酸化物１種以上の添加量を１〜30重量％とす
る理由は、それら金属の酸化物又は複合酸化物１種以上
の添加量を１重量％未満とするときはAl2O3との複合効
果を生じないため、緻密体が得られず、30重量％を越え
る場合は、やはり強度、靱性等の特性に劣化を来たすた
めである。
又AlNは下記の量の範囲で添加するかもしくは添加しな
い。すなわち添加する場合はその量は10重量％以下、よ
り好ましくは８重量％以下、最も好ましくは６重量％以
下であり、AlNの添加量を最大でも10重量％とした理由
は、これを越えると緻密化しないためである。
い。すなわち添加する場合はその量は10重量％以下、よ
り好ましくは８重量％以下、最も好ましくは６重量％以
下であり、AlNの添加量を最大でも10重量％とした理由
は、これを越えると緻密化しないためである。
さらにAl2O3と前記した周期表第IIa族又は第IIIa族の酸
化物又は複合酸化物,AlNを添加する場合にはこれを含め
てそれらの合計量は５〜40重量％、より好ましくは10〜
40重量％、最も好ましくは20〜40重量％である。上記添
加物の合計量を５〜40重量％とする理由は５重量％未満
では焼結が困難となり、40重量％を越える場合には、強
度、靱性等の特性劣化に加えて耐酸化性や高温強度等の
耐熱性に悪影響を及ぼすからである。Si3N4又はサイア
ロンは特に限定はされないが、緻密で高強度、高靱性な
焼結体を得るためには平均粒径１μｍ以下の高純度粉末
を用いることが望ましい。
化物又は複合酸化物,AlNを添加する場合にはこれを含め
てそれらの合計量は５〜40重量％、より好ましくは10〜
40重量％、最も好ましくは20〜40重量％である。上記添
加物の合計量を５〜40重量％とする理由は５重量％未満
では焼結が困難となり、40重量％を越える場合には、強
度、靱性等の特性劣化に加えて耐酸化性や高温強度等の
耐熱性に悪影響を及ぼすからである。Si3N4又はサイア
ロンは特に限定はされないが、緻密で高強度、高靱性な
焼結体を得るためには平均粒径１μｍ以下の高純度粉末
を用いることが望ましい。
焼結は通常、1600〜1800℃、好ましくは1650〜1800℃の
非酸化性雰囲気中で常圧焼結（一次焼結）により、一次
焼結体を得た後、1.5〜100気圧、好ましくは20〜100気
圧の加圧非酸化性雰囲気中、1600〜2000℃でガス圧焼結
（二次焼結）することにより行われる。非酸化性雰囲気
としては、N2,Ar及びそれらの混合ガスを使用すること
ができるが、Si3N4もしくはサイアロンの分解を抑制す
る点で、N2の方が好ましい。ガス圧焼結の圧力範囲を1.
5〜100気圧とする理由は、1.5気圧未満ではSi3N4もしく
はサイアロンの分解揮発を抑える効果が小さく、100気
圧を越える場合には、雰囲気ガスが拡散し、焼結体内の
気泡が高圧となり易くなるため、気泡を閉塞しようとす
る焼結の原動力が相殺され、且つ、装置も大型化し、生
産性が悪く、コストも高価となるからである。また、N2
やAr又はそれらの混合による非酸化性雰囲気中で焼結す
るのは、Si3N4やサイアロンが極めて酸化し易いからで
ある。
非酸化性雰囲気中で常圧焼結（一次焼結）により、一次
焼結体を得た後、1.5〜100気圧、好ましくは20〜100気
圧の加圧非酸化性雰囲気中、1600〜2000℃でガス圧焼結
（二次焼結）することにより行われる。非酸化性雰囲気
としては、N2,Ar及びそれらの混合ガスを使用すること
ができるが、Si3N4もしくはサイアロンの分解を抑制す
る点で、N2の方が好ましい。ガス圧焼結の圧力範囲を1.
5〜100気圧とする理由は、1.5気圧未満ではSi3N4もしく
はサイアロンの分解揮発を抑える効果が小さく、100気
圧を越える場合には、雰囲気ガスが拡散し、焼結体内の
気泡が高圧となり易くなるため、気泡を閉塞しようとす
る焼結の原動力が相殺され、且つ、装置も大型化し、生
産性が悪く、コストも高価となるからである。また、N2
やAr又はそれらの混合による非酸化性雰囲気中で焼結す
るのは、Si3N4やサイアロンが極めて酸化し易いからで
ある。
本発明の製造方法により得られる焼結体は主としてβ−
サイアロンもしくはβ−サイアロンとα−サイアロンを
母相とした繊維強化セラミックスである。ここでβ−サ
イアロンとは組成式Si6-z Alz Oz N8-z（０＜ｚ≦4.3）
で表わされるものを、またα−サイアロンとは組成式Mx
(Si,Al)12(O,N)16（ただしＭはCa,Mg,Y及び希土類元素
から選ばれた単独または混合物から成り０＜ｘ≦２であ
る）で表わされるものを言う。
サイアロンもしくはβ−サイアロンとα−サイアロンを
母相とした繊維強化セラミックスである。ここでβ−サ
イアロンとは組成式Si6-z Alz Oz N8-z（０＜ｚ≦4.3）
で表わされるものを、またα−サイアロンとは組成式Mx
(Si,Al)12(O,N)16（ただしＭはCa,Mg,Y及び希土類元素
から選ばれた単独または混合物から成り０＜ｘ≦２であ
る）で表わされるものを言う。
以下実施例について説明する。
実施例１ α率90％で、平均粒径0.6μｍ、純度98％のS
i3N4粉末に、平均粒径１μｍのα‐Al2O3粉末と、平均
粒径２μｍ以下の周期表第IIa族又は第IIIa族の金属元
素の酸化物いずれか１種と、SiCウイスカー（ARCOケミ
カル社製SC−９）を第１表に示すような割合に配合し、
エタノール中で16時間均一に分散混合した後、５重量％
のアクリル系バインダーを添加し、乾燥し、造粒して素
地粉末を得た。
i3N4粉末に、平均粒径１μｍのα‐Al2O3粉末と、平均
粒径２μｍ以下の周期表第IIa族又は第IIIa族の金属元
素の酸化物いずれか１種と、SiCウイスカー（ARCOケミ
カル社製SC−９）を第１表に示すような割合に配合し、
エタノール中で16時間均一に分散混合した後、５重量％
のアクリル系バインダーを添加し、乾燥し、造粒して素
地粉末を得た。
この粉末を50mm×50mm×7mmの寸法に成形圧1.5ton/cm2
で一軸プレス成形して、800℃にて１時間窒素雰囲気中
で脱脂後、第１表に示す条件で２時間常圧焼結し、１次
焼結体を得た。次にこの１次焼結体を第１表に示す条件
で２時間再焼結し、緻密な２次焼結体を得た。得られた
焼結体は4mm×3mm×40mmの寸法に研摩加工した後、JIS-
R1601により抗折強度、荷重30kgでビッカース硬度及び
インデンティションマイクロフラクチャー法により破壊
靱性を測定した。又SiCウイスカーの配向度については
Ｘ線回折および光学顕微鏡による観察の結果殆んど無い
ことが判明した。
で一軸プレス成形して、800℃にて１時間窒素雰囲気中
で脱脂後、第１表に示す条件で２時間常圧焼結し、１次
焼結体を得た。次にこの１次焼結体を第１表に示す条件
で２時間再焼結し、緻密な２次焼結体を得た。得られた
焼結体は4mm×3mm×40mmの寸法に研摩加工した後、JIS-
R1601により抗折強度、荷重30kgでビッカース硬度及び
インデンティションマイクロフラクチャー法により破壊
靱性を測定した。又SiCウイスカーの配向度については
Ｘ線回折および光学顕微鏡による観察の結果殆んど無い
ことが判明した。
得られた焼結体の特性値は第１表に示す通りである。
これによれば本発明の製造方法によって得られた焼結体
は靱性に優れており、又特性には異方性が無いことが判
った。
は靱性に優れており、又特性には異方性が無いことが判
った。
実施例２ 平均粒系２μｍ以下の周期表第IIa族又は第I
IIa族の金属元素の酸化物を２種添加する以外は実施例
１と同様にして焼結、評価をした。但し一次焼結も二次
焼結も共に窒素雰囲気中で焼結した。第２表に示す結果
から周期表第IIa族又は第IIIa族の金属元素の酸化物を
２種添加しても緻密な焼結体が得られ、焼結体特性、特
に抗折強度や破壊靱性は第１表に示した実施例１のもの
より向上することが判った。この焼結体の破壊靱性に異
方性がないことは勿論である。
IIa族の金属元素の酸化物を２種添加する以外は実施例
１と同様にして焼結、評価をした。但し一次焼結も二次
焼結も共に窒素雰囲気中で焼結した。第２表に示す結果
から周期表第IIa族又は第IIIa族の金属元素の酸化物を
２種添加しても緻密な焼結体が得られ、焼結体特性、特
に抗折強度や破壊靱性は第１表に示した実施例１のもの
より向上することが判った。この焼結体の破壊靱性に異
方性がないことは勿論である。
実施例３ 出発原料としてSi3N4粉末に代えて、予め所
望のＺ値に合成された平均粒径0.8μｍのβ−サイアロ
ン粉末を用いる以外は実施例２と同様にして焼結、評価
をした。焼結条件は一次焼結が1700℃、２時間窒素雰囲
気中、二次焼結が1750℃、２時間70気圧窒素雰囲気中と
した。
望のＺ値に合成された平均粒径0.8μｍのβ−サイアロ
ン粉末を用いる以外は実施例２と同様にして焼結、評価
をした。焼結条件は一次焼結が1700℃、２時間窒素雰囲
気中、二次焼結が1750℃、２時間70気圧窒素雰囲気中と
した。
第３表に示す結果から、β−サイアロン粉末を出発物質
とした場合も同様に緻密なガス圧焼結体が得られ、破壊
靱性に異方性が無いことが認められた。
とした場合も同様に緻密なガス圧焼結体が得られ、破壊
靱性に異方性が無いことが認められた。
実施例４ 平均粒径0.8μｍ、純度98％のSi3N4粉末58重
量％、平均粒径１μｍのα‐Al2O3粉末10重量％、平均
粒径２μｍ以下のY2O3８重量％、La203４重量％、SiCウ
イスカー20重量％より成る配合組成物を用い、実施例２
と同様にして焼結し、緻密な焼結体を得た。なお一次焼
結の条件は窒素雰囲気中で1700℃×１時間、二次焼結の
条件は75気圧窒素雰囲気中1750℃×２時間とした。
量％、平均粒径１μｍのα‐Al2O3粉末10重量％、平均
粒径２μｍ以下のY2O3８重量％、La203４重量％、SiCウ
イスカー20重量％より成る配合組成物を用い、実施例２
と同様にして焼結し、緻密な焼結体を得た。なお一次焼
結の条件は窒素雰囲気中で1700℃×１時間、二次焼結の
条件は75気圧窒素雰囲気中1750℃×２時間とした。
また、これと同じ組成の配合組成物を黒鉛型中で1750℃
×１時間、200kg/cm2の圧力でHPして緻密な焼結体を得
た。さらに、同じ組成の配合組成物を、上記一次焼結条
件で焼結した後、窒素雰囲気中1750℃×２時間1500気圧
の圧力でHIPして焼結体を得た。これら３種の焼結体の
抗折強度、破壊靱性、ビッカース硬度を実施例１と同様
にして測定した。
×１時間、200kg/cm2の圧力でHPして緻密な焼結体を得
た。さらに、同じ組成の配合組成物を、上記一次焼結条
件で焼結した後、窒素雰囲気中1750℃×２時間1500気圧
の圧力でHIPして焼結体を得た。これら３種の焼結体の
抗折強度、破壊靱性、ビッカース硬度を実施例１と同様
にして測定した。
それらの焼結体の特性値は第４表に示すとおりである
が、本表では破壊靱性値を焼結体の二面について測定し
た結果を示してある。
が、本表では破壊靱性値を焼結体の二面について測定し
た結果を示してある。
これによれば、本発明の製造方法により得られた焼結体
（ガス圧焼結体）はHP焼結体のような特性の異方性が無
く、又HIP焼結体よりも機械的特性において優れている
ことが判った。
（ガス圧焼結体）はHP焼結体のような特性の異方性が無
く、又HIP焼結体よりも機械的特性において優れている
ことが判った。
実施例５ α率90％で、平均粒径0.6μｍ、純度98％のS
i3N4粉末に、平均粒径１μｍのα‐Al2O3粉末と、平均
粒径0.5μｍのAlN粉末と、平均粒径２μｍ以下のY2O3,C
eO2粉末及びSiCウイスカー（ARCOケミカル社製SC−９）
を第５表に示す割合に配合し、実施例２と同様にして焼
結、評価した。焼結条件は一次焼結が1700℃、２時間窒
素雰囲気中、二次焼結が1750℃、２時間、75気圧窒素雰
囲気中とした。
i3N4粉末に、平均粒径１μｍのα‐Al2O3粉末と、平均
粒径0.5μｍのAlN粉末と、平均粒径２μｍ以下のY2O3,C
eO2粉末及びSiCウイスカー（ARCOケミカル社製SC−９）
を第５表に示す割合に配合し、実施例２と同様にして焼
結、評価した。焼結条件は一次焼結が1700℃、２時間窒
素雰囲気中、二次焼結が1750℃、２時間、75気圧窒素雰
囲気中とした。
第５表にその結果を示した。また、得られた焼結体の構
成相をＸ線回折により同定した。
成相をＸ線回折により同定した。
これらの結果から本発明の製造法によれば母相の結晶型
に係わらず、特性に異方性がなく高い機械的特性を有し
た焼結体が得られることが判った。
に係わらず、特性に異方性がなく高い機械的特性を有し
た焼結体が得られることが判った。
〔発明の効果〕 以上から判るように本発明の製造方法により得られる焼
結体は炭化珪素ウイスカーの補強効果を方向性なしに得
られるとともに、適切な配合組成や焼結条件よって焼結
効果も十分で、強度や靱性値及び硬度において優れたガ
ス圧焼結体を安価に得ることが出来るものである。
結体は炭化珪素ウイスカーの補強効果を方向性なしに得
られるとともに、適切な配合組成や焼結条件よって焼結
効果も十分で、強度や靱性値及び硬度において優れたガ
ス圧焼結体を安価に得ることが出来るものである。
Claims (3)
- 【請求項１】炭化珪素ウイスカー５〜30重量％と、Al2O
3１〜30重量％及び周期率表第IIa族又は第IIIa族から選
ばれる金属元素の酸化物又は複合酸化物１種以上１〜30
重量％に更にAlNを10重量％以下添加しもしくは添加せ
ずした合計量５〜40重量％と、残部Si3N4又はサイアロ
ンを主成分とする配合組成物を常法により成形した後、
1600〜1850℃の非酸化性雰囲気中で開気孔がなくなるま
で常圧焼結し、その後1600〜2000℃、1.5〜100気圧の非
酸化性雰囲気中でガス圧焼結することを特徴とする繊維
強化セラミックスの製造方法。 - 【請求項２】配合組成物が炭化珪素ウイスカー５〜25重
量％と、Al2O3４〜20重量％及び周期率表第IIa族又は第
IIIa族から選ばれる金属元素の酸化物又は複合酸化物１
種以上４〜25重量％に更にAlNを８重量％以下添加しも
しくは添加せずした合計量10〜40重量％と、残部Si3N4
又はサイアロンを主成分とする配合組成物である特許請
求の範囲第１項記載の繊維強化セラミックスの製造方
法。 - 【請求項３】配合組成物が炭化珪素ウイスカー10〜25重
量％と、Al2O3４〜15重量％及び周期率表第IIa族又は第
IIIa族から選ばれる金属元素の酸化物又は複合酸化物１
種以上８〜25重量％に更にAlNを６重量％以下添加しも
しくは添加せずした合計量20〜40重量％と、残部Si3N4
又はサイアロンを主成分とする配合組成物である特許請
求の範囲第１項記載の繊維強化セラミックスの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62231065A JPH0672056B2 (ja) | 1987-09-17 | 1987-09-17 | 繊維強化セラミックスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62231065A JPH0672056B2 (ja) | 1987-09-17 | 1987-09-17 | 繊維強化セラミックスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6476969A JPS6476969A (en) | 1989-03-23 |
| JPH0672056B2 true JPH0672056B2 (ja) | 1994-09-14 |
Family
ID=16917735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62231065A Expired - Fee Related JPH0672056B2 (ja) | 1987-09-17 | 1987-09-17 | 繊維強化セラミックスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0672056B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2730245B2 (ja) * | 1990-01-29 | 1998-03-25 | 日産自動車株式会社 | 炭化珪素・窒化珪素質複合焼結体の製造方法 |
| JP2746761B2 (ja) * | 1990-12-28 | 1998-05-06 | 京セラ株式会社 | 窒化珪素−炭化珪素質複合焼結体の製造方法 |
-
1987
- 1987-09-17 JP JP62231065A patent/JPH0672056B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6476969A (en) | 1989-03-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |