JPH0687649A - 板状晶アルミナ含有焼結体及びその製造方法 - Google Patents
板状晶アルミナ含有焼結体及びその製造方法Info
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- JPH0687649A JPH0687649A JP4026220A JP2622092A JPH0687649A JP H0687649 A JPH0687649 A JP H0687649A JP 4026220 A JP4026220 A JP 4026220A JP 2622092 A JP2622092 A JP 2622092A JP H0687649 A JPH0687649 A JP H0687649A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アルミナを主成分として含む焼結体の強度及
び靭性を顕著に高めた板状晶アルミナ含有焼結体を提供
する。 【構成】 ５０体積％以上のアルミナを含む焼結体中の
該アルミナに対して４０体積％以上を板状晶アルミナと
したことを特徴とする焼結体。 【効果】 従来のアルミナを主成分とする焼結体に比べ
て、本発明品の焼結体は、硬さが少し高く、かつ抗折強
度及び靭性が顕著に向上するというな効果がある。特
に、本発明の製造方法で作製した本発明の焼結体は、緻
密で、かつ板状晶アルミナの分散性に優れることから、
抗折強度が８３〜９４％も向上するという効果がある。
び靭性を顕著に高めた板状晶アルミナ含有焼結体を提供
する。 【構成】 ５０体積％以上のアルミナを含む焼結体中の
該アルミナに対して４０体積％以上を板状晶アルミナと
したことを特徴とする焼結体。 【効果】 従来のアルミナを主成分とする焼結体に比べ
て、本発明品の焼結体は、硬さが少し高く、かつ抗折強
度及び靭性が顕著に向上するというな効果がある。特
に、本発明の製造方法で作製した本発明の焼結体は、緻
密で、かつ板状晶アルミナの分散性に優れることから、
抗折強度が８３〜９４％も向上するという効果がある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、旋削工具，フライス工
具，ドリル，エンドミルなどの切削工具、又はメカニカ
ルシール，伸線用ロール，糸道，粉砕用ボール，ノズル
などの耐摩耗工具に代表される工具，構造用部品に適す
る板状晶アルミナ含有焼結体及びその製造方法に関す
る。
具，ドリル，エンドミルなどの切削工具、又はメカニカ
ルシール，伸線用ロール，糸道，粉砕用ボール，ノズル
などの耐摩耗工具に代表される工具，構造用部品に適す
る板状晶アルミナ含有焼結体及びその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】現在実用されているセラミック焼結体の
内、アルミナを主成分とする焼結体は、安価で、耐摩耗
性，耐食性，耐酸化性，耐熱性に優れていること、並び
に焼結又は仕上研摩等の製造工程上における形状寸法の
安定性も良好であることから切削工具や耐摩耗工具に広
く使用されている。しかし、アルミナを主成分とする焼
結体は、特に強度及び靭性に劣るために用途が狭く限定
されているという問題がある。
内、アルミナを主成分とする焼結体は、安価で、耐摩耗
性，耐食性，耐酸化性，耐熱性に優れていること、並び
に焼結又は仕上研摩等の製造工程上における形状寸法の
安定性も良好であることから切削工具や耐摩耗工具に広
く使用されている。しかし、アルミナを主成分とする焼
結体は、特に強度及び靭性に劣るために用途が狭く限定
されているという問題がある。
【０００３】この問題を解決しようとして提案されてい
る代表的なものに、特開昭６１−２５６９６３号公報，
特開昭６３−４５１９０号公報，特開昭６４−３０６４
号公報及び特開平３−１１５１６２号公報がある。
る代表的なものに、特開昭６１−２５６９６３号公報，
特開昭６３−４５１９０号公報，特開昭６４−３０６４
号公報及び特開平３−１１５１６２号公報がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】アルミナを主成分とし
て含む焼結体の靭性を改善する目的で提案された先行技
術の内、特開昭６１−２５６９６３号公報には、平均粒
径が５μｍ以下のアルミナ粒子からなる素地中に、平均
粒径が３〜２５μｍで平均アスペクト比が３〜２０の板
状アルミナ粒子が互いに実質的に隔離して２〜３０容量
％分散した組織を有する焼結体について記載されてい
る。この同公報に記載の焼結体は、分散された板状アル
ミナ粒子がクラックの伝幡を迂回させる作用をするため
に靭性の向上が達成されたというものであるが、板状ア
ルミナ粒子の含有量が少なく、特に苛酷な条件で用いら
れる切削工具としては靭性の向上効果が満足できないと
いう問題がある。
て含む焼結体の靭性を改善する目的で提案された先行技
術の内、特開昭６１−２５６９６３号公報には、平均粒
径が５μｍ以下のアルミナ粒子からなる素地中に、平均
粒径が３〜２５μｍで平均アスペクト比が３〜２０の板
状アルミナ粒子が互いに実質的に隔離して２〜３０容量
％分散した組織を有する焼結体について記載されてい
る。この同公報に記載の焼結体は、分散された板状アル
ミナ粒子がクラックの伝幡を迂回させる作用をするため
に靭性の向上が達成されたというものであるが、板状ア
ルミナ粒子の含有量が少なく、特に苛酷な条件で用いら
れる切削工具としては靭性の向上効果が満足できないと
いう問題がある。
【０００５】また、特開昭６３−４５１９０号公報，特
開昭６４−３０６４号公報及び特開平３−１１５１６２
号公報には、アルミナを主成分とする焼結体中に針状又
はウイスカーのアルミナが含有されている焼結体につい
て記載されている。これらの公報に記載の焼結体は、針
状又はウイスカーの含有により、靭性の向上が達成され
たというものであるが、針状又はウイスカーのアルミナ
は、多結晶体で構成されたものであるために靭性向上へ
の効果が低く、逆に強度や耐摩耗性が低下するという問
題がある。
開昭６４−３０６４号公報及び特開平３−１１５１６２
号公報には、アルミナを主成分とする焼結体中に針状又
はウイスカーのアルミナが含有されている焼結体につい
て記載されている。これらの公報に記載の焼結体は、針
状又はウイスカーの含有により、靭性の向上が達成され
たというものであるが、針状又はウイスカーのアルミナ
は、多結晶体で構成されたものであるために靭性向上へ
の効果が低く、逆に強度や耐摩耗性が低下するという問
題がある。
【０００６】本発明は、上述の問題点を解決したもの
で、具体的には、単結晶であって、耐結晶粒内破壊に優
れた板状晶アルミナを主成分であるアルミナに対して４
０体積％以上含有させて、顕著に靭性の向上を達成させ
た板状晶アルミナ含有焼結体の提供を目的とするもので
ある。
で、具体的には、単結晶であって、耐結晶粒内破壊に優
れた板状晶アルミナを主成分であるアルミナに対して４
０体積％以上含有させて、顕著に靭性の向上を達成させ
た板状晶アルミナ含有焼結体の提供を目的とするもので
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、アルミナ
を主成分として含む焼結体の靭性向上について検討して
いた所、結晶性に優れた板状晶アルミナを分散よく含有
させて、かつ緻密で欠陥の殆どない焼結体とすると、靭
性が顕著に向上し、同時に強度及び耐摩耗性も向上する
という知見を得たものである。この知見に基づいて本発
明を完成するに至ったものである。
を主成分として含む焼結体の靭性向上について検討して
いた所、結晶性に優れた板状晶アルミナを分散よく含有
させて、かつ緻密で欠陥の殆どない焼結体とすると、靭
性が顕著に向上し、同時に強度及び耐摩耗性も向上する
という知見を得たものである。この知見に基づいて本発
明を完成するに至ったものである。
【０００８】本発明の板状晶アルミナ含有焼結体は、５
０体積％以上のアルミナを含む焼結体で、該アルミナの
４０体積％以上が板状晶アルミナでなることを特徴とす
るものである。
０体積％以上のアルミナを含む焼結体で、該アルミナの
４０体積％以上が板状晶アルミナでなることを特徴とす
るものである。
【０００９】本発明の焼結体における板状晶アルミナ
は、板状面と厚さで構成された結晶粒でなっており、板
状面の平均径が１〜５０μｍで、かつ板状面の平均径／
平均厚さの比が３〜５０でなるものが好ましく、実際の
焼結体の断面組織上から観察した場合には、例えば金属
顕微鏡で観察した場合には、三角形状，四角形状，六角
形状等の多角形状体又は円形状体からなり、その最大寸
法が１〜５０μｍ、最小寸法が０．２〜５μｍ、最大寸
法／最小寸法の比、所謂アスペクト比に相当する値が３
以上からなるものである。この板状晶アルミナの結晶構
造としては、六方晶系に属するα−アルミナが好まし
く、板状晶アルミナ以外のアルミナもα−アルミナでな
ることが好ましい。
は、板状面と厚さで構成された結晶粒でなっており、板
状面の平均径が１〜５０μｍで、かつ板状面の平均径／
平均厚さの比が３〜５０でなるものが好ましく、実際の
焼結体の断面組織上から観察した場合には、例えば金属
顕微鏡で観察した場合には、三角形状，四角形状，六角
形状等の多角形状体又は円形状体からなり、その最大寸
法が１〜５０μｍ、最小寸法が０．２〜５μｍ、最大寸
法／最小寸法の比、所謂アスペクト比に相当する値が３
以上からなるものである。この板状晶アルミナの結晶構
造としては、六方晶系に属するα−アルミナが好まし
く、板状晶アルミナ以外のアルミナもα−アルミナでな
ることが好ましい。
【００１０】本発明の焼結体におけるアルミナは、５０
体積％未満になると、板状晶アルミナを含有させても、
その効果が低く、また、板状晶アルミナの含有量がアル
ミナの４０体積％未満になると、焼結体内にクラックが
発生した場合に、クラック迂回の発生数が少なく、その
結果靭性向上の効果が低く、かつ板状晶アルミナ粒間の
絡み合いも少なくなり、強度及び靭性の向上効果が低く
なる。この板状晶アルミナの形状は、板状面の平均径が
１μｍ未満になると、クラックの迂回長さが短く、その
結果靭性向上の効果が低くなり、逆に、板状面の平均径
が５０μｍを超えて大きくなると、クラックの迂回長さ
が長くなるものの、粗大板状晶自身が欠陥となって強度
低下を誘起する。
体積％未満になると、板状晶アルミナを含有させても、
その効果が低く、また、板状晶アルミナの含有量がアル
ミナの４０体積％未満になると、焼結体内にクラックが
発生した場合に、クラック迂回の発生数が少なく、その
結果靭性向上の効果が低く、かつ板状晶アルミナ粒間の
絡み合いも少なくなり、強度及び靭性の向上効果が低く
なる。この板状晶アルミナの形状は、板状面の平均径が
１μｍ未満になると、クラックの迂回長さが短く、その
結果靭性向上の効果が低くなり、逆に、板状面の平均径
が５０μｍを超えて大きくなると、クラックの迂回長さ
が長くなるものの、粗大板状晶自身が欠陥となって強度
低下を誘起する。
【００１１】本発明の焼結体は、アルミナの他に、周期
律表の４ａ，５ａ，６ａ族金属，Ｓｉの炭化物，窒化
物，硼化物，酸化物，希土類金属（Ｓｃ，Ｙを含む）の
酸化物、Ｌｉ，Ｍｇ，Ｎｉの酸化物及びこれらの相互固
溶体、並びにこれらからなるウイスカーの中の１種以上
の分散相が含まれていると好ましい。これらの分散相の
内、Ｌｉ2Ｏ，ＭｇＯ，Ｃｒ2Ｏ3，ＮｉＯ，ＳｉＯ2，Ｙ
2Ｏ3及び希土類金属の酸化物の中の１種以上が焼結体全
体の０．０５〜５重量％含有している場合には、靭性，
強度，耐摩耗性の向上及び易焼結性の点から好ましく、
特にＬｉ2Ｏ，ＳｉＯ2，Ｙ2Ｏ3及び希土類金属酸化物
は、焼結過程時に、低融点の液相を生じさせて焼結の促
進に寄与し、焼結後に、例えば５Ａｌ2Ｏ3・Ｌｉ2Ｏ，
３Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2，５Ａｌ2Ｏ3・３Ｙ2Ｏ3の化合
物を生成して耐摩耗性の向上に寄与し、ＭｇＯ及びＮｉ
Ｏは、焼結過程時に、アルミナの粒成長抑制作用をし、
焼結後には、スピネル構造として存在して強度の向上に
寄与し、Ｃｒ2Ｏ3は、Ａｌ2Ｏ3に固溶し、結晶性及び硬
さの増加、並びに耐摩耗性の向上に寄与するので好まし
い。
律表の４ａ，５ａ，６ａ族金属，Ｓｉの炭化物，窒化
物，硼化物，酸化物，希土類金属（Ｓｃ，Ｙを含む）の
酸化物、Ｌｉ，Ｍｇ，Ｎｉの酸化物及びこれらの相互固
溶体、並びにこれらからなるウイスカーの中の１種以上
の分散相が含まれていると好ましい。これらの分散相の
内、Ｌｉ2Ｏ，ＭｇＯ，Ｃｒ2Ｏ3，ＮｉＯ，ＳｉＯ2，Ｙ
2Ｏ3及び希土類金属の酸化物の中の１種以上が焼結体全
体の０．０５〜５重量％含有している場合には、靭性，
強度，耐摩耗性の向上及び易焼結性の点から好ましく、
特にＬｉ2Ｏ，ＳｉＯ2，Ｙ2Ｏ3及び希土類金属酸化物
は、焼結過程時に、低融点の液相を生じさせて焼結の促
進に寄与し、焼結後に、例えば５Ａｌ2Ｏ3・Ｌｉ2Ｏ，
３Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2，５Ａｌ2Ｏ3・３Ｙ2Ｏ3の化合
物を生成して耐摩耗性の向上に寄与し、ＭｇＯ及びＮｉ
Ｏは、焼結過程時に、アルミナの粒成長抑制作用をし、
焼結後には、スピネル構造として存在して強度の向上に
寄与し、Ｃｒ2Ｏ3は、Ａｌ2Ｏ3に固溶し、結晶性及び硬
さの増加、並びに耐摩耗性の向上に寄与するので好まし
い。
【００１２】また、分散相として、ＭｇＯ，ＣａＯ又は
希土類金属の中の１種以上の安定化剤を１〜５モル％添
加させた安定化ジルコニア及び／又はジルコニアが焼結
体全体の５０体積％以下含有していると、焼結体の靭性
及び強度向上が顕著になることから好ましい。
希土類金属の中の１種以上の安定化剤を１〜５モル％添
加させた安定化ジルコニア及び／又はジルコニアが焼結
体全体の５０体積％以下含有していると、焼結体の靭性
及び強度向上が顕著になることから好ましい。
【００１３】さらに、分散相として、周期律表の４ａ，
５ａ，６ａ族金属の炭化物，窒化物，ホウ化物及びこれ
らの相互固溶体の中の１種以上が焼結体全体の５０体積
％以下含有していると、硬度及び耐摩耗性の向上が顕著
になることから好ましい。
５ａ，６ａ族金属の炭化物，窒化物，ホウ化物及びこれ
らの相互固溶体の中の１種以上が焼結体全体の５０体積
％以下含有していると、硬度及び耐摩耗性の向上が顕著
になることから好ましい。
【００１４】以上の分散相は、分散相の１部又は全部が
ウイスカーでなる場合、特に平均径０．５〜５μｍ、ア
スペクト比３以上の炭化ケイ素，炭化チタン，窒化チタ
ン，炭窒化チタン及びホウ化チタンの中の１種以上のウ
イスカーでなる場合には、従来からウイスカーの効果と
いわれている架橋効果，クラック迂回効果及び引き抜き
効果が高くなり、その結果靭性の向上が顕著になること
から好ましい。
ウイスカーでなる場合、特に平均径０．５〜５μｍ、ア
スペクト比３以上の炭化ケイ素，炭化チタン，窒化チタ
ン，炭窒化チタン及びホウ化チタンの中の１種以上のウ
イスカーでなる場合には、従来からウイスカーの効果と
いわれている架橋効果，クラック迂回効果及び引き抜き
効果が高くなり、その結果靭性の向上が顕著になること
から好ましい。
【００１５】本発明の焼結体は、従来の板状晶アルミナ
粒と、アルミナ粉末と、必要に応じて分散相を形成する
出発物質を用いて、従来の粉末冶金法としての混合粉砕
工程，粉体成形工程，焼結工程を経て得ることができる
が、次の方法で行うと板状晶アルミナの大きさの制御、
焼結体の緻密性、焼結性の改善及び製造コスト上からも
好ましい。
粒と、アルミナ粉末と、必要に応じて分散相を形成する
出発物質を用いて、従来の粉末冶金法としての混合粉砕
工程，粉体成形工程，焼結工程を経て得ることができる
が、次の方法で行うと板状晶アルミナの大きさの制御、
焼結体の緻密性、焼結性の改善及び製造コスト上からも
好ましい。
【００１６】すなわち、本発明の板状晶アルミナ含有焼
結体の製造方法は、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ａｌ
の弗化物及びこれらの相互固溶体の中の１種以上の弗化
物の混在したアルミナ及び／又はアルミナ水和物の粉末
を含む出発物質を粉末成形体とし、該粉末成形体を１５
００℃以上の温度で焼結する方法である。
結体の製造方法は、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ａｌ
の弗化物及びこれらの相互固溶体の中の１種以上の弗化
物の混在したアルミナ及び／又はアルミナ水和物の粉末
を含む出発物質を粉末成形体とし、該粉末成形体を１５
００℃以上の温度で焼結する方法である。
【００１７】本発明の製造方法における弗化物は、出発
物質中に０．１〜１０重量％を添加し、焼結時に液相を
生じさせて、出発物質中のアルミナ及び／又はアルミナ
水和物から板状晶アルミナを晶出させる役割をし、その
後気化又は飛散されるものである。この弗化物は、具体
的には、例えばＬｉＦ，ＮａＦ，ＫＦ，ＲｂＦ，Ｃｓ
Ｆ，ＡｌＦ3を挙げることができ、特にＫＦが融点（８
６０℃）及び沸点（１５０５℃）と低いこと及び易水溶
性で安価であることから好ましい。
物質中に０．１〜１０重量％を添加し、焼結時に液相を
生じさせて、出発物質中のアルミナ及び／又はアルミナ
水和物から板状晶アルミナを晶出させる役割をし、その
後気化又は飛散されるものである。この弗化物は、具体
的には、例えばＬｉＦ，ＮａＦ，ＫＦ，ＲｂＦ，Ｃｓ
Ｆ，ＡｌＦ3を挙げることができ、特にＫＦが融点（８
６０℃）及び沸点（１５０５℃）と低いこと及び易水溶
性で安価であることから好ましい。
【００１８】本発明の製造方法において、出発物質とし
て用いるアルミナ又はアルミナ水和物は、具体的には、
例えばα−Ａｌ2Ｏ3，β−Ａｌ2Ｏ3，γ−Ａｌ2Ｏ3，χ
−Ａｌ2Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3・Ｈ2Ｏ（ベーマイト），Ａｌ2Ｏ
3・３Ｈ2Ｏ（ギブサイト）を挙げることができる。この
アルミナ又はアルミナ水和物は、平均粒径１μｍ以下の
微粒粉が好ましく、特に平均粒径１μｍ以下のγ−Ａｌ
2Ｏ3を用いると、板状晶アルミナの生成率が高くなるこ
と、板状晶アルミナの粒形制御も容易であることから好
ましい。
て用いるアルミナ又はアルミナ水和物は、具体的には、
例えばα−Ａｌ2Ｏ3，β−Ａｌ2Ｏ3，γ−Ａｌ2Ｏ3，χ
−Ａｌ2Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3・Ｈ2Ｏ（ベーマイト），Ａｌ2Ｏ
3・３Ｈ2Ｏ（ギブサイト）を挙げることができる。この
アルミナ又はアルミナ水和物は、平均粒径１μｍ以下の
微粒粉が好ましく、特に平均粒径１μｍ以下のγ−Ａｌ
2Ｏ3を用いると、板状晶アルミナの生成率が高くなるこ
と、板状晶アルミナの粒形制御も容易であることから好
ましい。
【００１９】本発明の製造方法において、１５００℃以
上の温度で焼結する工程は、出発物質でなる粉末成形体
を直接焼結温度である１５００℃以上の温度に加熱して
もよいが、弗化物の融点より２０〜２００℃高い温度で
一度保持し、さらに弗化物の沸点前後の温度で保持する
と板状晶アルミナの生成率が高く、かつ焼結体中に弗化
物の残留もなく緻密な焼結体が得られやすいことから好
ましい。
上の温度で焼結する工程は、出発物質でなる粉末成形体
を直接焼結温度である１５００℃以上の温度に加熱して
もよいが、弗化物の融点より２０〜２００℃高い温度で
一度保持し、さらに弗化物の沸点前後の温度で保持する
と板状晶アルミナの生成率が高く、かつ焼結体中に弗化
物の残留もなく緻密な焼結体が得られやすいことから好
ましい。
【００２０】
【作用】本発明の板状晶アルミナ含有焼結体は、アルミ
ナの４０体積％以上の板状晶アルミナがウイスカーの効
果といわれているクラックの迂回効果、架橋効果，引き
抜き効果を最大限に発揮させる作用をしている。また、
本発明の板状晶アルミナ含有焼結体の製造方法は、弗化
物の含有した出発物質が焼結過程時に板状晶アルミナを
晶出し、得られた焼結体の易焼結性と緻密性を高めてい
るものである。
ナの４０体積％以上の板状晶アルミナがウイスカーの効
果といわれているクラックの迂回効果、架橋効果，引き
抜き効果を最大限に発揮させる作用をしている。また、
本発明の板状晶アルミナ含有焼結体の製造方法は、弗化
物の含有した出発物質が焼結過程時に板状晶アルミナを
晶出し、得られた焼結体の易焼結性と緻密性を高めてい
るものである。
【００２１】
【実施例１】板状面の平均径が１．２μｍ、平均径／平
均厚さの比が１１でなる板状晶のα−アルミナ結晶を８
０体積％含有したアルミナ粉末（以下、ＤＡ１と表
示）、板状面の平均径が２．５μｍ、平均径／平均厚さ
の比が５．６でなる板状晶のα−アルミナ結晶を９０体
積％含有したアルミナ粉末（以下、ＤＡ２と表示）、平
均径０．７μｍ、平均アスペクト比３５のＳｉＣウイス
カー（以下、ＳｉＣ（ｗ）と表示）、平均粒径０．３μ
ｍのα−アルミナ（以下、Ａ１と表示）、平均粒径０．
８μｍのＣｒ2Ｏ3、平均粒径１．１μｍのＤｙ2Ｏ3、平
均粒径０．０３μｍのＭｇＯ、３モル％のＹ2Ｏ3、を含
有した平均粒径０．０３μｍの安定化ＺｒＯ2（以下、
３Ｙ−Ｚと表示）及び平均粒径１．１μｍのＴｉＣの各
粉末を用いて表１に示す配合組成に秤量し、これをウレ
タン内張したステンレス製ポットにメタノール溶媒とア
ルミナ製ボールとともに装入し、所定時間混合粉砕（８
〜４８時間）後、乾燥し混合粉末とした。次いで、カー
ボンモールドに混合粉末を充填した後、ホットプレス
（以下、ＨＰと表示）焼結する場合、又は混合粉末に５
重量％のパラフィンワックスを添加した後、１ ｔｏｎ／
ｃｍ2の圧力で成形し、真空中、４００℃で脱ワックス
し、これを常圧焼結もしくは常圧焼結後Ａｒ中熱間静水
圧処理（以下、ＨＩＰと表示）する場合に分けた。焼結
雰囲気は、本発明品６及び比較品４がＨ2中、本発明品
７及び比較品５がＡｒ中、他は大気中にて焼結し、他の
焼結条件は表１に併記した。
均厚さの比が１１でなる板状晶のα−アルミナ結晶を８
０体積％含有したアルミナ粉末（以下、ＤＡ１と表
示）、板状面の平均径が２．５μｍ、平均径／平均厚さ
の比が５．６でなる板状晶のα−アルミナ結晶を９０体
積％含有したアルミナ粉末（以下、ＤＡ２と表示）、平
均径０．７μｍ、平均アスペクト比３５のＳｉＣウイス
カー（以下、ＳｉＣ（ｗ）と表示）、平均粒径０．３μ
ｍのα−アルミナ（以下、Ａ１と表示）、平均粒径０．
８μｍのＣｒ2Ｏ3、平均粒径１．１μｍのＤｙ2Ｏ3、平
均粒径０．０３μｍのＭｇＯ、３モル％のＹ2Ｏ3、を含
有した平均粒径０．０３μｍの安定化ＺｒＯ2（以下、
３Ｙ−Ｚと表示）及び平均粒径１．１μｍのＴｉＣの各
粉末を用いて表１に示す配合組成に秤量し、これをウレ
タン内張したステンレス製ポットにメタノール溶媒とア
ルミナ製ボールとともに装入し、所定時間混合粉砕（８
〜４８時間）後、乾燥し混合粉末とした。次いで、カー
ボンモールドに混合粉末を充填した後、ホットプレス
（以下、ＨＰと表示）焼結する場合、又は混合粉末に５
重量％のパラフィンワックスを添加した後、１ ｔｏｎ／
ｃｍ2の圧力で成形し、真空中、４００℃で脱ワックス
し、これを常圧焼結もしくは常圧焼結後Ａｒ中熱間静水
圧処理（以下、ＨＩＰと表示）する場合に分けた。焼結
雰囲気は、本発明品６及び比較品４がＨ2中、本発明品
７及び比較品５がＡｒ中、他は大気中にて焼結し、他の
焼結条件は表１に併記した。
【００２２】
【表１】 こうして得た本発明品１〜７及び比較品１〜５のそれぞ
れの焼結体を下記の条件で調べて、それぞれの焼結体の
特性を表２に示した。
れの焼結体を下記の条件で調べて、それぞれの焼結体の
特性を表２に示した。
【００２３】板状晶アルミナの測定は、焼結体を研摩及
びポリシング後、大気中，１５００℃−１時間でサーマ
ルエッチングを行い、走査型顕微鏡で観察し、板状晶ア
ルミナの全アルミナに対する割合、板状晶アルミナの最
大寸法及び最小寸法を求めた。
びポリシング後、大気中，１５００℃−１時間でサーマ
ルエッチングを行い、走査型顕微鏡で観察し、板状晶ア
ルミナの全アルミナに対する割合、板状晶アルミナの最
大寸法及び最小寸法を求めた。
【００２４】硬さの測定は、５ｋｇ荷重によるビッカー
ス硬度計で、抗折強度は、ＪＩＳ規格の３点曲げ試験方
法により、破壊靭性値は、ＩＦ法により求めた。
ス硬度計で、抗折強度は、ＪＩＳ規格の３点曲げ試験方
法により、破壊靭性値は、ＩＦ法により求めた。
【００２５】
【表２】
【００２６】
【実施例２】平均粒径０．０５μｍのα−アルミナ（以
下、Ａ２と表示）、試薬１級の弗化カリウム，弗化セシ
ウム，弗化アルミニウム及び実施例１で用いた各種の出
発物質でもって、表３に表す配合組成に秤量した。表３
の本発明品８〜１４の内、本発明品９及び１４は、混合
粉砕時の溶媒をメタノールとし、他は蒸留水を用い、全
て２４時間混合粉砕した。また、焼結時の昇温及冷却迄
の炉内雰囲気は、表３の本発明品１４のみＮ2雰囲気と
し、他は大気中で行なった。さらに、焼結温度に昇温す
る途中に、表３に併記した温度及び時間で保持した（本
発明品１１は、途中保持せず）後、表３に併記した温度
及び保持時間で焼結した。
下、Ａ２と表示）、試薬１級の弗化カリウム，弗化セシ
ウム，弗化アルミニウム及び実施例１で用いた各種の出
発物質でもって、表３に表す配合組成に秤量した。表３
の本発明品８〜１４の内、本発明品９及び１４は、混合
粉砕時の溶媒をメタノールとし、他は蒸留水を用い、全
て２４時間混合粉砕した。また、焼結時の昇温及冷却迄
の炉内雰囲気は、表３の本発明品１４のみＮ2雰囲気と
し、他は大気中で行なった。さらに、焼結温度に昇温す
る途中に、表３に併記した温度及び時間で保持した（本
発明品１１は、途中保持せず）後、表３に併記した温度
及び保持時間で焼結した。
【００２７】
【表３】 こうして得た本発明の焼結体を実施例１と同様にして調
べて、表４に焼結体中の板状晶アルミナ及び焼結体の諸
特性を示した。
べて、表４に焼結体中の板状晶アルミナ及び焼結体の諸
特性を示した。
【００２８】
【表４】
【００２９】
【発明の効果】本発明の板状晶アルミナ含有焼結体は、
表２における同一組成成分である本発明品１〜３と比較
品１〜２、本発明品５と比較品３、本発明品７と比較品
５との対比から明らかなように、硬さが少し高く、抗折
強度が３〜６７％向上し、かつ破壊靭性値が１５〜４５
％も向上するという顕著な効果がある。
表２における同一組成成分である本発明品１〜３と比較
品１〜２、本発明品５と比較品３、本発明品７と比較品
５との対比から明らかなように、硬さが少し高く、抗折
強度が３〜６７％向上し、かつ破壊靭性値が１５〜４５
％も向上するという顕著な効果がある。
【００３０】また、本発明の板状晶アルミナ含有焼結体
の製造方法は、焼結過程時に板状晶アルミナが晶出され
るために緻密で、かつ板状晶アルミナの分散性に優れた
焼結体が得られること、並びにこの方法で得られる焼結
体は、例えば表２と表４の同一組成成分である比較品
１，２に対する本発明品９から明らかなように抗折強度
が８３〜９４％も向上するという顕著な効果がある。
の製造方法は、焼結過程時に板状晶アルミナが晶出され
るために緻密で、かつ板状晶アルミナの分散性に優れた
焼結体が得られること、並びにこの方法で得られる焼結
体は、例えば表２と表４の同一組成成分である比較品
１，２に対する本発明品９から明らかなように抗折強度
が８３〜９４％も向上するという顕著な効果がある。
Claims (6)
- 【請求項１】 ５０体積％以上のアルミナを含む焼結体
において、該アルミナの４０体積％以上が板状晶アルミ
ナでなることを特徴とする板状晶アルミナ含有焼結体。 - 【請求項２】 上記板状晶アルミナは、板状面と厚さで
構成されており、該板状面の平均径が１〜５０μｍで、
かつ該板状面の平均径／平均厚さの比が３〜５０でなる
ことを特徴とする請求項１記載の板状晶アルミナ含有焼
結体。 - 【請求項３】 ５０体積％以上のアルミナを含み、残り
周期律表の４ａ，５ａ，６ａ族金属，Ｓｉの炭化物，窒
化物，硼化物，酸化物，希土類金属の酸化物、Ｌｉ，Ｍ
ｇ，Ｎｉの酸化物及びこれらの相互固溶体、並びにこれ
らからなるウイスカーの中の１種以上でなる分散相と不
可避不純物とからなる焼結体において、該アルミナの４
０体積％以上が板状晶アルミナでなることを特徴とする
板状晶アルミナ含有焼結体。 - 【請求項４】 上記板状晶アルミナは、板状面と厚さで
構成されており、該板状面の平均径が１〜５０μｍで、
かつ該板状面の平均径／平均厚さの比が３〜５０でなる
ことを特徴とする請求項３記載の板状晶アルミナ含有焼
結体。 - 【請求項５】 上記ウイスカーは、平均径０．５〜５０
μｍ、アスペクト比３以上の炭化ケイ素，炭化チタン，
窒化チタン，炭窒化チタン及びホウ化チタンの中の１種
からなることを特徴とする請求項３又は４記載の板状晶
アルミナ含有焼結体。 - 【請求項６】 Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ａｌの弗
化物及びこれらの相互固溶体の中の１種以上の弗化物の
混在したアルミナ及び／又はアルミナ水和物の粉末を含
む出発物質を粉末成形体とし、該粉末成形体を１５００
℃以上の温度で焼結して得られる焼結体が５０体積％以
上のアルミナを含み、該アルミナの４０体積％以上が板
状晶アルミナでなることを特徴とする板状晶アルミナ含
有焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4026220A JPH0687649A (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 板状晶アルミナ含有焼結体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4026220A JPH0687649A (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 板状晶アルミナ含有焼結体及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0687649A true JPH0687649A (ja) | 1994-03-29 |
Family
ID=12187312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4026220A Pending JPH0687649A (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 板状晶アルミナ含有焼結体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0687649A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6143678A (en) * | 1997-06-26 | 2000-11-07 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Sintered alumina-based ceramics and process for producing same |
| WO2017209096A1 (ja) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | 株式会社白石中央研究所 | 炭酸カルシウム焼結体の製造方法 |
| CN114057505A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-02-18 | 西安邮电大学 | 一种多孔片状氧化铝框架的制备方法 |
| CN115093204A (zh) * | 2022-06-16 | 2022-09-23 | 襄阳聚力新材料科技有限公司 | 一种熔炼球化剂、孕育剂用中性炉衬材料 |
-
1992
- 1992-01-17 JP JP4026220A patent/JPH0687649A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6143678A (en) * | 1997-06-26 | 2000-11-07 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Sintered alumina-based ceramics and process for producing same |
| US6383963B1 (en) | 1997-06-26 | 2002-05-07 | Ngk Spark Plug Co., Ltd | Sintered alumina-based ceramics and process for producing same |
| WO2017209096A1 (ja) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | 株式会社白石中央研究所 | 炭酸カルシウム焼結体の製造方法 |
| JP2017214238A (ja) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | 株式会社白石中央研究所 | 炭酸カルシウム焼結体の製造方法 |
| CN109195929A (zh) * | 2016-05-31 | 2019-01-11 | 株式会社白石中央研究所 | 碳酸钙烧结体的制造方法 |
| CN114057505A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-02-18 | 西安邮电大学 | 一种多孔片状氧化铝框架的制备方法 |
| CN115093204A (zh) * | 2022-06-16 | 2022-09-23 | 襄阳聚力新材料科技有限公司 | 一种熔炼球化剂、孕育剂用中性炉衬材料 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
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