JPH0753610B2 - 窒化ボロン系焼結体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、窒化ボロン系燒結体の製造方法に係わるもの
である。

＜従来の技術＞ BN粉末は、本来燒結性の悪い粉末である。

このために、従来では一部の酸化物を燒結助剤として添
加し、ホットプレスで製造している。

この結果、従来品は高純度のものが得にくい上に、値段
も高くまた形状の複雑なものは、製造が困難であった。

本発明者は、この様な問題点に鑑みて鋭意研究を行った
結果、先に次の様な新しい知見を得た。

即ち、 １）BN成分の原料粉末を、アモルファスBNあるいは燒結
過程で、アモルファスBNを生成する粉末で置換えていく
と、燒結助剤なしで、しかも常圧燒結で密度が高いもの
が得られる。

２）BN成分の出発原料の全量を、上記アモルファスBNあ
るいはアモルファスBNを生成する粉末で置換えることも
できることを見出した。

この結果、高純度のBN燒結体が常圧燒結でも得られる様
になり、また複雑形状品でも自由に作れる様になった。

そして実用的には、従来のホットプレス品のかなりな部
品を、この発明品で代替できる可能性がでてきたが、強
度はホットプレス品に多少及ばなかった。

＜発明が解決する問題点＞ 本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、その
目的とする所は、主として強度と密度に関して先の発明
の問題点を改良することにある。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明者は、次の様な新しい知見を得た。

即ち、 （１）アモルファスBNあるいはアモルファスBNを生成す
る粉末を、BN成分の原料粉末の必須成分として使用する
先の発明の更に、 （２）SiC又はSiCを生成する成分、あるいはSiCを含む
成分を助剤として添加すると、上記した問題点が改良さ
れることを見出した。

本発明は、この新しい知見を基になされたものである。

＜作用＞ （成分原料のアモルファスBNの量） 本発明では、アモルファスBNあるいは燒結過程でアモル
ファスBNを生成する粉末を出発原料の必須成分にするこ
とが前提であるが、この量は少なくとも５％以上が好ま
しい。

アモルファスBNとアモルファスBNを生成する粉末の配合
割合に特別な制約はなく、どちらか一方単独でも本発明
の効果に変りはないが、両方が混在すると割れの発生が
減少する。

量的には、アモルファスBNを生成する粉末が５％を越え
てくるとこの傾向は顕著になる。

焼成中にアモルファスBNを生成する粉末として代表的な
ものは、Ｂ粉末である。

Ｂは窒化雰囲気で加熱すると、比較的低い温度でアモル
ファスBNに変化し、更に温度が高くなると、安定な結晶
質のBNになる。

従ってＢは、燒結温度以下の温度ですでにアモルファス
BNに変化し、燒結反応は実質的にはアモルファスBN粉末
の燒結と同じ様な形になる。

（SiC又はSiCを生成する成分あるいはSiCを含む成分の
量） 好ましい範囲は、0.5〜20％である。

下限値以下では強度の改善効果が低く、上限以上ではBN
燒結体としての本来の性能が阻害されてくるので好まし
くない。

添加のしかたは、SiC又はSiCを生成する成分あるいはSi
Cを含む成分を粉末のかたちで原料粉末に混合する。

SiCを生成する成分には、SiとＣの混合粉末がある。

SiCを含む成分には、代表的なものとして炭化ケイ素ア
ルミニウムがある。

なお本発明は、窒化ボロンの単体のみならず、これに他
のセラミック例えば窒化ケイ素、炭化ケイ素、アルミナ
等の酸化物が混在されたものにも適用できる。

＜実施例＞ 実施例１ 原料粉末 結晶質BN:50％ アモルファスBN:50％ SiC:15％ 成形 上記粉末をプレス成形し、50×50×10mmの板体に成形し
た。

燒結 上記成形体を還元窒化雰囲気（NH3＋N2）で1700℃で燒
結した。

材料特性 密度:1.65g/cm 曲げ強度:7.00kg/mm 因みにSiC無添加のものは 密度:1.50g/cm 曲げ強度:4.00kg/mm である。

実施例２ 原料粉末 アモルファスBN:80％ B:20％ SiC:10％ 成形、燒結は実施例１に同じ。

材料特性 密度:1.65g/cm 曲げ強度:8.00kg/mm であった。

実施例３ 原料粉末 B:100％ SiC:15％ 成形、燒結は実施例１に同じ。

材料特性 密度:1.30g/cm 曲げ強度:4.00kg/mm であった。

実施例４ 原料粉末 アモルファスBN:60％ Si3N4:5％ SiC:5％ 成形 上記粉末を鋳込み成形によって、10×10×50mmの棒体に
成形した。

燒結 上記成形体を、還元窒化雰囲気で1700℃で燒結した。

密度:1.60g/cm 曲げ強度:6.50kg/mm ＜発明の効果＞ １）常圧燒結でも密度、強度の高いBN燒結体が得られ
る。

２）高密度の複雑形成体が容易に製造できる。

３）安価に製造できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−56307（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−59573（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】BN成分の出発原料の必須成分としてアモル
   ファスBN粉末あるいは焼結過程でアモルファスBNを生成
   する粉末を用いて窒化ボロン系常圧焼結体を製造するに
   際し、出発原料の中にSiCあるいはSiCを生成する成分あ
   るいはSiCを含む成分を出発原料の総量の0.2〜20％添加
   する事を特徴とする窒化ボロン系焼結体の製造方法。
2. 【請求項２】上記アモルファスBNあるいはアモルファス
   BNを生成する粉末の割合が、該BN成分の原料粉末の少な
   くとも５％以上である特許請求の範囲第１項に記載の方
   法。