JPH0742167B2 - 二硼化チタン焼結体の製造方法 - Google Patents
二硼化チタン焼結体の製造方法Info
- Publication number
- JPH0742167B2 JPH0742167B2 JP61192461A JP19246186A JPH0742167B2 JP H0742167 B2 JPH0742167 B2 JP H0742167B2 JP 61192461 A JP61192461 A JP 61192461A JP 19246186 A JP19246186 A JP 19246186A JP H0742167 B2 JPH0742167 B2 JP H0742167B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- titanium diboride
- sintered body
- boride
- molded body
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、二硼化チタン（TiB2）焼結体の製造方法に関
し、特に常圧焼結法により二硼化チタン焼結体を製造す
る方法の改良に係わる。
し、特に常圧焼結法により二硼化チタン焼結体を製造す
る方法の改良に係わる。
［従来の技術］ 二硼化チタンは、高硬度、高融点材料として知られてお
り、耐摩耗材、高温構造材としての利用が考えられてい
る。しかしながら、二硼化チタン粉末は難焼結性である
ため、単味では高密度焼結体を得ることが困難であり、
従来より以下に説明する種々の添加物を加える方法や種
々の焼結法による高密度化が試みられている。
り、耐摩耗材、高温構造材としての利用が考えられてい
る。しかしながら、二硼化チタン粉末は難焼結性である
ため、単味では高密度焼結体を得ることが困難であり、
従来より以下に説明する種々の添加物を加える方法や種
々の焼結法による高密度化が試みられている。
．二硼化チタン粉末にFe、Ni、Cr、Co等の金属やNi−
Ｐを添加して常圧焼結させる方法（特願昭51-23625
号）。
Ｐを添加して常圧焼結させる方法（特願昭51-23625
号）。
．結合材として硼化ニツケル、硼化鉄、硼化コバル
ト、硼化マンガン等を用いて常圧焼結する方法（特願昭
54-36398号、特願昭54-99220号、特願昭54-72779号、特
願昭55-11736号、特願昭54-7069号）。
ト、硼化マンガン等を用いて常圧焼結する方法（特願昭
54-36398号、特願昭54-99220号、特願昭54-72779号、特
願昭55-11736号、特願昭54-7069号）。
．ホツトプレス法を用いたり、通電焼結体（特願昭50
-13128号）を用いて二硼化チタン焼結体を製造する方
法。
-13128号）を用いて二硼化チタン焼結体を製造する方
法。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記の方法では金属を結合材として用
いているため、高温下での硬度、強度の低下が避けられ
ないという問題がある。上記の方法では、前記の方
法で用いた金属の結合材に比べて融点の高い結合材を用
いるため、同の方法に比べて強度等が改善されるもの
の、前記結合材の融点が硼化ニツケル約1230℃、硼化鉄
約1500℃、硼化コバルト約1260℃と比較的融点が低いた
め、高温下での硬度、強度の低下の問題が残る。更に、
上記のホツトプレス法による方法では工業的な生産性
が低く、しかも複雑、大型の焼結体の製造に適さないと
いう問題がある。
いているため、高温下での硬度、強度の低下が避けられ
ないという問題がある。上記の方法では、前記の方
法で用いた金属の結合材に比べて融点の高い結合材を用
いるため、同の方法に比べて強度等が改善されるもの
の、前記結合材の融点が硼化ニツケル約1230℃、硼化鉄
約1500℃、硼化コバルト約1260℃と比較的融点が低いた
め、高温下での硬度、強度の低下の問題が残る。更に、
上記のホツトプレス法による方法では工業的な生産性
が低く、しかも複雑、大型の焼結体の製造に適さないと
いう問題がある。
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされた
もので、常圧焼結により高融点、高硬度の特性を有し、
かつ高密度の二硼化チタン焼結体の製造し得る方法を提
供しようとするものである。
もので、常圧焼結により高融点、高硬度の特性を有し、
かつ高密度の二硼化チタン焼結体の製造し得る方法を提
供しようとするものである。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は、二硼化チタン粉末に高融点金属の炭化物及び
硼化物（但し硼化チタンは除く）のうちの少なくとも１
種からなる助剤と有機バインダを添加した後、成形する
工程と、この成形体を非酸化性ガス又は真空雰囲気下で
加熱して前記有機バインダを分解させると共に炭化せし
める工程と、この成形体を真空雰囲気中で前記炭化処理
温度より高く、かつ焼成温度より低い温度にて熱処理し
て成形体中の二硼化チタン及び助剤の含有酸素を除去す
る工程と、含有酸素が除去された成形体を不活性ガス中
で焼成せしめる工程とを具備したことを特徴とするもの
である。
硼化物（但し硼化チタンは除く）のうちの少なくとも１
種からなる助剤と有機バインダを添加した後、成形する
工程と、この成形体を非酸化性ガス又は真空雰囲気下で
加熱して前記有機バインダを分解させると共に炭化せし
める工程と、この成形体を真空雰囲気中で前記炭化処理
温度より高く、かつ焼成温度より低い温度にて熱処理し
て成形体中の二硼化チタン及び助剤の含有酸素を除去す
る工程と、含有酸素が除去された成形体を不活性ガス中
で焼成せしめる工程とを具備したことを特徴とするもの
である。
上記二硼化チタン粉末としては、平均粒径２〜３μｍ、
好ましくは平均粒径が１μｍ前後のものを用いることが
望ましい。
好ましくは平均粒径が１μｍ前後のものを用いることが
望ましい。
上記高融点金属の炭化物としては、例えば炭化ハフニウ
ム、炭化タンタル、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭
化タングステン等を挙げることができ、高融点金属の硼
化物（但し硼化チタンは除く）としては例えば硼化ハフ
ニウム、硼化タンタル、硼化ジルコニウム、硼化タング
ステン等を挙げることができる。かかる高融点金属の炭
化物、硼化物の助剤は、二硼化チタン粉末に対して１〜
15重量％添加することが望ましい。この理由は、助剤の
添加量を１重量％未満にすると、焼結性が高められず、
高密度の二硼化チタン焼結体を得ることが困難となり、
かといってその量が15重量％を越えると得られた二硼化
チタン焼結体の高硬度性等の特性が損われる恐れがある
からである。
ム、炭化タンタル、炭化ジルコニウム、炭化チタン、炭
化タングステン等を挙げることができ、高融点金属の硼
化物（但し硼化チタンは除く）としては例えば硼化ハフ
ニウム、硼化タンタル、硼化ジルコニウム、硼化タング
ステン等を挙げることができる。かかる高融点金属の炭
化物、硼化物の助剤は、二硼化チタン粉末に対して１〜
15重量％添加することが望ましい。この理由は、助剤の
添加量を１重量％未満にすると、焼結性が高められず、
高密度の二硼化チタン焼結体を得ることが困難となり、
かといってその量が15重量％を越えると得られた二硼化
チタン焼結体の高硬度性等の特性が損われる恐れがある
からである。
上記有機バインダは、上記成形に際しての顆粒を作るた
めの一次バインダとして用いる他に、二硼化チタン及び
助剤中の含有酸素を除去するために使用することから、
脱脂後炭化するものであることが必要である。具体的に
は、ポリビニルアルコール（PVA）、ポリビニルブチラ
ール（PVB）ポリエチレングリコール（PEG）、トリオレ
イン酸グリセリン、モノオレイン酸グリセリン、魚油、
アクリルエマルジョン、パラフィン等を挙げることがで
きる。かかる有機バインダは、二硼化チタン粉末に対し
て0.5〜５重量％添加することが望ましい。この理由
は、有機バインダの添加量を0.5重量％未満にすると、
真空雰囲気下での加熱処理に際して、成形体中の二硼化
チタン及び助剤の含有酸素を効率的に除去することが困
難となり、かといってその添加量が５重量％を越えると
焼結体中の残留炭素が多くなり、強度低下を招く恐れが
あるからである。
めの一次バインダとして用いる他に、二硼化チタン及び
助剤中の含有酸素を除去するために使用することから、
脱脂後炭化するものであることが必要である。具体的に
は、ポリビニルアルコール（PVA）、ポリビニルブチラ
ール（PVB）ポリエチレングリコール（PEG）、トリオレ
イン酸グリセリン、モノオレイン酸グリセリン、魚油、
アクリルエマルジョン、パラフィン等を挙げることがで
きる。かかる有機バインダは、二硼化チタン粉末に対し
て0.5〜５重量％添加することが望ましい。この理由
は、有機バインダの添加量を0.5重量％未満にすると、
真空雰囲気下での加熱処理に際して、成形体中の二硼化
チタン及び助剤の含有酸素を効率的に除去することが困
難となり、かといってその添加量が５重量％を越えると
焼結体中の残留炭素が多くなり、強度低下を招く恐れが
あるからである。
上記成形手段としては、例えば、一軸プレス法、冷間静
水圧プレス法（CIP法）等を採用し得る。
水圧プレス法（CIP法）等を採用し得る。
上記成形体中の有機バインダを分解させると共に炭化せ
しめるための加熱温度は、500〜700℃の範囲に設定する
ことが望ましい。この時の雰囲気の一つである非酸化性
ガスとしては、例えば窒素ガス、水素ガス又はアルゴ
ン、ヘリウムなどの不活性ガス等を挙げることができ
る。
しめるための加熱温度は、500〜700℃の範囲に設定する
ことが望ましい。この時の雰囲気の一つである非酸化性
ガスとしては、例えば窒素ガス、水素ガス又はアルゴ
ン、ヘリウムなどの不活性ガス等を挙げることができ
る。
上記炭化後の成形体の加熱は、前記炭化処理温度より高
く（好ましくは900℃以上）かつ焼成温度より低い温度
で行なうことが必要である。加熱の下限値を900℃に限
定した理由は、その温度未満にすると、成形体中の二硼
化チタン及び助剤の含有酸素を効率的に除去することが
困難となる恐れがあるからである。この加熱処理におい
ては、真空雰囲気で行なうことが必要であるが、その真
空度は10-3torrより高真空にすることが望ましい。この
理由は、10-3torr未満の低い真空度にすると加熱時に成
形体中の二硼化チタン及び助剤の含有酸素を効率的に除
去することが困難となる恐れがあるからである。
く（好ましくは900℃以上）かつ焼成温度より低い温度
で行なうことが必要である。加熱の下限値を900℃に限
定した理由は、その温度未満にすると、成形体中の二硼
化チタン及び助剤の含有酸素を効率的に除去することが
困難となる恐れがあるからである。この加熱処理におい
ては、真空雰囲気で行なうことが必要であるが、その真
空度は10-3torrより高真空にすることが望ましい。この
理由は、10-3torr未満の低い真空度にすると加熱時に成
形体中の二硼化チタン及び助剤の含有酸素を効率的に除
去することが困難となる恐れがあるからである。
上記含有酸素が除去された成形体の焼成は、常圧で行わ
れるが、その温度は二硼化チタンに適用される通常の温
度（1800〜2100℃）で行なえばよい。この時の雰囲気で
ある不活性ガスとしては例えばアルゴン、ヘリウム等を
挙げることができる。
れるが、その温度は二硼化チタンに適用される通常の温
度（1800〜2100℃）で行なえばよい。この時の雰囲気で
ある不活性ガスとしては例えばアルゴン、ヘリウム等を
挙げることができる。
［作用］ しかして、本発明によれば有機バインダから生成された
残留炭素を利用して真空雰囲気での加熱を行なって成形
体中の二硼化チタン及び助剤の含有酸素を除去した後、
焼成（常圧焼結）を行なうことによって、二硼化チタン
間及び二硼化チタンと助剤の間の焼結性を著しく向上で
きるため、高密度の二硼化チタン焼結体を得ることがで
きる。また、焼結体の結合に関与する助剤は高融点金属
の炭化物及び硼化物（但し硼化チタンは除く）のうちの
少なくとも１種からなる高融点材料であるため、二硼化
チタンの特性である高温下での硬度、強度を維持した焼
結体を得ることが出来る。更に、焼結を常圧で行なうこ
とができるため、複雑形状や大型の二硼化チタン焼結体
を量産的に製造することができる。
残留炭素を利用して真空雰囲気での加熱を行なって成形
体中の二硼化チタン及び助剤の含有酸素を除去した後、
焼成（常圧焼結）を行なうことによって、二硼化チタン
間及び二硼化チタンと助剤の間の焼結性を著しく向上で
きるため、高密度の二硼化チタン焼結体を得ることがで
きる。また、焼結体の結合に関与する助剤は高融点金属
の炭化物及び硼化物（但し硼化チタンは除く）のうちの
少なくとも１種からなる高融点材料であるため、二硼化
チタンの特性である高温下での硬度、強度を維持した焼
結体を得ることが出来る。更に、焼結を常圧で行なうこ
とができるため、複雑形状や大型の二硼化チタン焼結体
を量産的に製造することができる。
なお、成形体を前記助剤からなる詰粉中に埋め込んで焼
成を行なえば、表面に微細な気孔が存在しない、全体的
に高密度の焼結体を得ることが可能となる。
成を行なえば、表面に微細な気孔が存在しない、全体的
に高密度の焼結体を得ることが可能となる。
［発明の実施例］ 以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
実施例１ まず、平均粒径約３μｍの二硼化チタン粉末に平均粒径
約４μｍの炭化タンタル５重量％及びポリビニルアルコ
ール１重量％を夫々添加し、これらをエタノール中で充
分に混合してスラリを調製した後、スプレードライヤを
用いて顆粒とした。つづいて、この顆粒をゴム型に充填
し、冷間静水圧プレス法により3000kg/cm2の圧力で成形
した後、真空下、650℃で２時間保持して前記ポリビニ
ルアルコールの分解、炭化を行なった。次いで、この成
形体を真空度10-4torrの真空雰囲気下、1200℃で２時間
保持した後、アルゴンガスを導入し2000℃で１時間常圧
焼結を行なって二硼化チタン焼結体を製造した。
約４μｍの炭化タンタル５重量％及びポリビニルアルコ
ール１重量％を夫々添加し、これらをエタノール中で充
分に混合してスラリを調製した後、スプレードライヤを
用いて顆粒とした。つづいて、この顆粒をゴム型に充填
し、冷間静水圧プレス法により3000kg/cm2の圧力で成形
した後、真空下、650℃で２時間保持して前記ポリビニ
ルアルコールの分解、炭化を行なった。次いで、この成
形体を真空度10-4torrの真空雰囲気下、1200℃で２時間
保持した後、アルゴンガスを導入し2000℃で１時間常圧
焼結を行なって二硼化チタン焼結体を製造した。
得られた二硼化チタン焼結体の密度は、4.98g/cm3であ
り、略理論密度を有するものであった。また、この焼結
体は室温でのビッカース硬度（HV）が約2800kg/mm2、室
温での３点曲げ強度が105kg/mm2であり、かつ靱性値が
約8.8MPam1/2であった。更に、1000℃における３点曲げ
強度は105kg/mm2と室温での値と略同じであった。
り、略理論密度を有するものであった。また、この焼結
体は室温でのビッカース硬度（HV）が約2800kg/mm2、室
温での３点曲げ強度が105kg/mm2であり、かつ靱性値が
約8.8MPam1/2であった。更に、1000℃における３点曲げ
強度は105kg/mm2と室温での値と略同じであった。
実施例２ 成形体を炭化タンタルの詰粉に埋め込み、アルゴンガス
を導入しながら常圧焼結した以外、実施例１と同様な方
法により二硼化チタン焼結体を製造した。
を導入しながら常圧焼結した以外、実施例１と同様な方
法により二硼化チタン焼結体を製造した。
得られた二硼化チタン焼結体は、上記実施例１の焼結体
において表面に微細な気孔が形成されていたのに対し、
表面に微細な気孔が存在しない、全体的に均一かつ高密
度のものであった。
において表面に微細な気孔が形成されていたのに対し、
表面に微細な気孔が存在しない、全体的に均一かつ高密
度のものであった。
実施例３ 平均粒径約1.5μｍの二硼化チタン粉末に平均粒径約２
μｍの炭化チタン３重量％及び魚油1.5重量％を夫々添
加し、これらをエタノール中で充分に混合してスラリを
調製し、スプレードライヤを用いて顆粒とした。つい
で、この顆粒を用いて実施例１と同様な方法により二硼
化チタン焼結体を製造した。
μｍの炭化チタン３重量％及び魚油1.5重量％を夫々添
加し、これらをエタノール中で充分に混合してスラリを
調製し、スプレードライヤを用いて顆粒とした。つい
で、この顆粒を用いて実施例１と同様な方法により二硼
化チタン焼結体を製造した。
得られた二硼化チタン焼結体の密度は、4.50g/cm3であ
り、略理論密度を有するものであった。また、この焼結
体は室温でのビッカース硬度（HV）が約3000kg/mm2、室
温での３点曲げ強度が90kg/mm2であった。更に、1500℃
における３点曲げ強度は室温と略同じ値を示した。
り、略理論密度を有するものであった。また、この焼結
体は室温でのビッカース硬度（HV）が約3000kg/mm2、室
温での３点曲げ強度が90kg/mm2であった。更に、1500℃
における３点曲げ強度は室温と略同じ値を示した。
［発明の効果］ 以上詳述した如く、本発明によれば常圧焼結により高融
点、高硬度の特性を有し、しかも高密度で複雑形状、大
型の二硼化チタン焼結体の簡単かつ量産的に製造でき、
ひいては高温構造材や耐摩耗材などに有効に利用できる
等顕著な効果を有する。
点、高硬度の特性を有し、しかも高密度で複雑形状、大
型の二硼化チタン焼結体の簡単かつ量産的に製造でき、
ひいては高温構造材や耐摩耗材などに有効に利用できる
等顕著な効果を有する。
Claims (1)
- 【請求項１】二硼化チタン粉末に高融点金属の炭化物及
び硼化物（但し硼化チタンは除く）のうちの少なくとも
１種からなる助剤と有機バインダを添加した後、成形す
る工程と、この成形体を非酸化性ガス又は真空雰囲気下
で加熱して前記有機バインダを分解させると共に炭化せ
しめる工程と、この成形体を真空雰囲気中で前記炭化処
理温度より高く、かつ焼成温度より低い温度にて熱処理
して成形体中の二硼化チタン及び助剤の含有酸素を除去
する工程と、含有酸素が除去された成形体を不活性ガス
中で焼成せしめる工程とを具備したことを特徴とする二
硼化チタン焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61192461A JPH0742167B2 (ja) | 1986-08-18 | 1986-08-18 | 二硼化チタン焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61192461A JPH0742167B2 (ja) | 1986-08-18 | 1986-08-18 | 二硼化チタン焼結体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6350368A JPS6350368A (ja) | 1988-03-03 |
| JPH0742167B2 true JPH0742167B2 (ja) | 1995-05-10 |
Family
ID=16291682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61192461A Expired - Lifetime JPH0742167B2 (ja) | 1986-08-18 | 1986-08-18 | 二硼化チタン焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0742167B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07100626B2 (ja) * | 1987-02-20 | 1995-11-01 | 東芝セラミックス株式会社 | ＴｉＢ▲下２▼基セラミックスの製造方法 |
| JPH0679978B2 (ja) * | 1987-12-25 | 1994-10-12 | 株式会社エス・ティー・セラミックス研究所 | ホウ化チタンセラミックス焼結体 |
-
1986
- 1986-08-18 JP JP61192461A patent/JPH0742167B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6350368A (ja) | 1988-03-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5942455A (en) | Synthesis of 312 phases and composites thereof | |
| US7723247B2 (en) | Method for pressurelessly sintering zirconium diboride/silicon carbide composite bodies to high densities | |
| CA1184572A (en) | Sintered high density boron carbide | |
| WO1997018162A9 (en) | Synthesis of 312 phases and composites thereof | |
| US8097548B2 (en) | High-density pressurelessly sintered zirconium diboride/silicon carbide composite bodies and a method for producing the same | |
| EP0349740B1 (en) | Complex boride cermets | |
| JP2703589B2 (ja) | 自己支持体の製造方法 | |
| JPH0742167B2 (ja) | 二硼化チタン焼結体の製造方法 | |
| JP2911936B2 (ja) | セラミック複合体の製造方法 | |
| JPH03208865A (ja) | 耐火物複合物品の製造方法 | |
| JPS63236763A (ja) | 炭化ほう素焼結体およびその製造方法 | |
| JP3946896B2 (ja) | ダイヤモンド−炭化ケイ素複合焼結体の製造方法 | |
| JPS632913B2 (ja) | ||
| JP2745030B2 (ja) | 窒化珪素焼結体およびその製造方法 | |
| JPS6127352B2 (ja) | ||
| JPH0350808B2 (ja) | ||
| JPH0122233B2 (ja) | ||
| JP2564857B2 (ja) | ニツケル・モルブデン複硼化物焼結体 | |
| JPH0571541B2 (ja) | ||
| KR100503351B1 (ko) | 탄화규소/붕화티탄 복합체의 제조방법 | |
| JP3118557B2 (ja) | 炭素基成形物中で黒鉛粒子を成長させる方法 | |
| JPS63282166A (ja) | 高密度金属ホウ化物基セラミックス焼結体 | |
| JPH04141507A (ja) | グリーンボデイからバインダーを除去する方法並びにグリーンボデイの材料および構成 | |
| JPH07822B2 (ja) | 高密度金属ホウ化物基セラミックス | |
| JPS61261269A (ja) | 高密度窒化アルミニウム焼結体の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |