JPH0867566A - 窒化珪素質焼結体およびその製造方法 - Google Patents
窒化珪素質焼結体およびその製造方法Info
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- JPH0867566A JPH0867566A JP6206521A JP20652194A JPH0867566A JP H0867566 A JPH0867566 A JP H0867566A JP 6206521 A JP6206521 A JP 6206521A JP 20652194 A JP20652194 A JP 20652194A JP H0867566 A JPH0867566 A JP H0867566A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】β−窒化珪素主結晶相と、希土類元素、珪素、
アルミニウム、酸素および窒素を含有する粒界相からな
り、該粒界相中に平均粒径５〜２０μｍのＳｉ2Ｎ2 Ｏ
粒子を分散含有することを特徴とする窒化珪素質焼結体
であり、その製造方法として、窒化珪素を主成分とし、
助剤成分として希土類元素酸化物、酸化アルミニウムと
ともに平均粒径３μｍ以下の酸化珪素を１〜１０重量％
の割合で含む成形体を１０ｔｏｒｒ以下の減圧中、８０
０℃〜１４００℃の温度で加熱してＳｉ2 Ｎ2 Ｏ粒子を
析出させた後、さらに１６００〜１９００℃の非酸化性
雰囲気中で焼成することを特徴とする。 【効果】室温から高温まで自動車用部品やガスタ−ビン
エンジン用部品等で使用されるに充分な機械的特性、特
に、室温から１０００℃の高温までの抗折強度に優れた
窒化珪素質焼結体を提供できる。
アルミニウム、酸素および窒素を含有する粒界相からな
り、該粒界相中に平均粒径５〜２０μｍのＳｉ2Ｎ2 Ｏ
粒子を分散含有することを特徴とする窒化珪素質焼結体
であり、その製造方法として、窒化珪素を主成分とし、
助剤成分として希土類元素酸化物、酸化アルミニウムと
ともに平均粒径３μｍ以下の酸化珪素を１〜１０重量％
の割合で含む成形体を１０ｔｏｒｒ以下の減圧中、８０
０℃〜１４００℃の温度で加熱してＳｉ2 Ｎ2 Ｏ粒子を
析出させた後、さらに１６００〜１９００℃の非酸化性
雰囲気中で焼成することを特徴とする。 【効果】室温から高温まで自動車用部品やガスタ−ビン
エンジン用部品等で使用されるに充分な機械的特性、特
に、室温から１０００℃の高温までの抗折強度に優れた
窒化珪素質焼結体を提供できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、室温から高温までの強
度特性に優れた自動車用部品やガスタ−ビンエンジン用
部品等に使用される窒化珪素質焼結体と、その製造方法
に関する。
度特性に優れた自動車用部品やガスタ−ビンエンジン用
部品等に使用される窒化珪素質焼結体と、その製造方法
に関する。
【０００２】
【従来技術】従来から、窒化珪素質焼結体は、耐熱性、
耐熱衝撃性および耐酸化性に優れることからエンジニア
リングセラミックス、特にタ−ボロ−タ等の熱機関用と
して応用が進められている。
耐熱衝撃性および耐酸化性に優れることからエンジニア
リングセラミックス、特にタ−ボロ−タ等の熱機関用と
して応用が進められている。
【０００３】そこで、高密度で高強度の窒化珪素質焼結
体を作製する方法としては、窒化珪素粉末に対して、焼
結助剤としてＹ2 Ｏ3 などの希土類元素酸化物や酸化ア
ルミニウムなどを添加し焼成することが特公昭５２−３
６４９号、特公昭５８−５１９０号にて提案されてい
る。このような希土類元素酸化物と酸化アルミニウムを
焼結助剤として用いた窒化珪素質焼結体は、窒化珪素主
結晶相と、希土類元素、珪素、アルミニウム、酸素、窒
素からなる粒界相により構成される。
体を作製する方法としては、窒化珪素粉末に対して、焼
結助剤としてＹ2 Ｏ3 などの希土類元素酸化物や酸化ア
ルミニウムなどを添加し焼成することが特公昭５２−３
６４９号、特公昭５８−５１９０号にて提案されてい
る。このような希土類元素酸化物と酸化アルミニウムを
焼結助剤として用いた窒化珪素質焼結体は、窒化珪素主
結晶相と、希土類元素、珪素、アルミニウム、酸素、窒
素からなる粒界相により構成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、焼結
助剤として希土類元素酸化物と酸化アルミニウムを用い
た場合、その焼結性が高められることにより高密度化を
達成することができ、室温強度の高い焼結体となるが、
１０００℃の高温特性の点では、希土類元素、珪素、ア
ルミニウム、酸素、窒素からなる粒界相自体が低融点で
あり、高温で軟化しやすいために焼結体全体としての高
温特性も実用的には未だ不十分であるがために、その使
用条件は低温域に限定されていた。よって、このような
焼結性を維持しながらも高温特性、特に高温強度の改良
が要求されている。
助剤として希土類元素酸化物と酸化アルミニウムを用い
た場合、その焼結性が高められることにより高密度化を
達成することができ、室温強度の高い焼結体となるが、
１０００℃の高温特性の点では、希土類元素、珪素、ア
ルミニウム、酸素、窒素からなる粒界相自体が低融点で
あり、高温で軟化しやすいために焼結体全体としての高
温特性も実用的には未だ不十分であるがために、その使
用条件は低温域に限定されていた。よって、このような
焼結性を維持しながらも高温特性、特に高温強度の改良
が要求されている。
【０００５】従って、本発明の目的は、室温から１００
０℃の高温まで自動車用部品やガスタ−ビンエンジン用
部品などに使用されるに充分な機械的特性、特に室温か
ら１０００℃の高温までの抗折強度に優れた窒化珪素質
焼結体を提供するとともに、その焼結体を容易に作製す
ることのできる窒化珪素質焼結体の製造方法を提供する
にある。
０℃の高温まで自動車用部品やガスタ−ビンエンジン用
部品などに使用されるに充分な機械的特性、特に室温か
ら１０００℃の高温までの抗折強度に優れた窒化珪素質
焼結体を提供するとともに、その焼結体を容易に作製す
ることのできる窒化珪素質焼結体の製造方法を提供する
にある。
【０００６】
【問題点を解決するための手段】本発明者等は、焼結体
の機械的、熱的特性を高めるためには、焼結体の主結晶
相および窒化珪素相の粒界に存在する副相を制御するこ
とが重要であるという見地に基づき検討を重ねた結果、
焼結体の組織において、β−窒化珪素結晶相と、希土類
元素、珪素、アルミニウム、酸素および窒素を含む粒界
相からなる基本組織においてその粒界相中に微細なＳｉ
2 Ｎ2 Ｏ粒子を分散させることより、上記目的が達成さ
れることを見いだし本発明に至ったのである。
の機械的、熱的特性を高めるためには、焼結体の主結晶
相および窒化珪素相の粒界に存在する副相を制御するこ
とが重要であるという見地に基づき検討を重ねた結果、
焼結体の組織において、β−窒化珪素結晶相と、希土類
元素、珪素、アルミニウム、酸素および窒素を含む粒界
相からなる基本組織においてその粒界相中に微細なＳｉ
2 Ｎ2 Ｏ粒子を分散させることより、上記目的が達成さ
れることを見いだし本発明に至ったのである。
【０００７】即ち、本発明の窒化珪素質焼結体は、β−
窒化珪素結晶相と、希土類元素、珪素、アルミニウム、
酸素および窒素を含有する粒界相を含み、且つ平均粒径
５〜２０μｍのＳｉ2 Ｎ2 Ｏ粒子相を分散含有すること
を特徴とするものであり、かかる焼結体の製造方法とし
て、窒化珪素、希土類酸化物、酸化アルミニウム、及び
平均粒径３μｍ以下の酸化珪素を含む成形体を１０ｔｏ
ｒｒ以下の減圧中８００℃〜１４００℃の温度域で加熱
することによりＳｉ2 Ｎ2 Ｏ粒子を析出させ、その後焼
結させることにより前述の目的が達成される事を見出し
た。
窒化珪素結晶相と、希土類元素、珪素、アルミニウム、
酸素および窒素を含有する粒界相を含み、且つ平均粒径
５〜２０μｍのＳｉ2 Ｎ2 Ｏ粒子相を分散含有すること
を特徴とするものであり、かかる焼結体の製造方法とし
て、窒化珪素、希土類酸化物、酸化アルミニウム、及び
平均粒径３μｍ以下の酸化珪素を含む成形体を１０ｔｏ
ｒｒ以下の減圧中８００℃〜１４００℃の温度域で加熱
することによりＳｉ2 Ｎ2 Ｏ粒子を析出させ、その後焼
結させることにより前述の目的が達成される事を見出し
た。
【０００８】以下、本発明を詳述する。本発明の窒化珪
素質焼結体は、基本的な組織として、β−窒化珪素を主
結晶相とし、希土類元素、珪素、アルミニウム、酸素お
よび窒素を含む粒界相を有するものである。本発明にお
ける大きな特徴は、この組織中にさらに平均粒径が５〜
２０μｍのＳｉ2 Ｎ2 Ｏ粒子を分散させる点にある。
素質焼結体は、基本的な組織として、β−窒化珪素を主
結晶相とし、希土類元素、珪素、アルミニウム、酸素お
よび窒素を含む粒界相を有するものである。本発明にお
ける大きな特徴は、この組織中にさらに平均粒径が５〜
２０μｍのＳｉ2 Ｎ2 Ｏ粒子を分散させる点にある。
【０００９】分散させるＳｉ2 Ｎ2 Ｏの粒径は平均粒径
５〜２０μｍであることが必要である。分散されるＳｉ
2 Ｎ2 Ｏ粒子は、それ自体耐熱性が高く、しかも耐酸化
特性に優れるため高温における粒界相の軟化をピニング
効果により防ぐことができるのである。従って、このＳ
ｉ2 Ｎ2 Ｏ粒子の平均粒径が５μｍより小さいと、その
ピニング効果が得られずに目的の特性が得られず、２０
μｍを越えるとそれ自体が破壊源となり焼結体の強度を
低下させてしまう。Ｓｉ2 Ｎ2 Ｏ粒子の平均粒径は特に
１０〜１５μｍが望ましい。
５〜２０μｍであることが必要である。分散されるＳｉ
2 Ｎ2 Ｏ粒子は、それ自体耐熱性が高く、しかも耐酸化
特性に優れるため高温における粒界相の軟化をピニング
効果により防ぐことができるのである。従って、このＳ
ｉ2 Ｎ2 Ｏ粒子の平均粒径が５μｍより小さいと、その
ピニング効果が得られずに目的の特性が得られず、２０
μｍを越えるとそれ自体が破壊源となり焼結体の強度を
低下させてしまう。Ｓｉ2 Ｎ2 Ｏ粒子の平均粒径は特に
１０〜１５μｍが望ましい。
【００１０】上述のように微細で耐熱性の高いＳｉ2 Ｎ
2 Ｏ粒子を組織中に分散させるには、窒化珪素を主成分
とし、焼結助剤として少なくとも希土類酸化物、酸化ア
ルミニウムを添加するとともに、平均粒径が３μｍ以下
の酸化珪素粉末を添加する。
2 Ｏ粒子を組織中に分散させるには、窒化珪素を主成分
とし、焼結助剤として少なくとも希土類酸化物、酸化ア
ルミニウムを添加するとともに、平均粒径が３μｍ以下
の酸化珪素粉末を添加する。
【００１１】この時の各助剤の添加量は、希土類元素酸
化物粉末が１〜１０重量％、酸化アルミニウム粉末が
０．１〜７重量％、酸化珪素粉末が１〜１０重量％であ
ることが望ましい。なお、出発原料として用いる窒化珪
素粉末はそれ自体α−Ｓｉ3 Ｎ4、β−Ｓｉ3 Ｎ4 のい
ずれでも用いることができ、それらの粒径は０．４〜
１．２μｍが好ましい。
化物粉末が１〜１０重量％、酸化アルミニウム粉末が
０．１〜７重量％、酸化珪素粉末が１〜１０重量％であ
ることが望ましい。なお、出発原料として用いる窒化珪
素粉末はそれ自体α−Ｓｉ3 Ｎ4、β−Ｓｉ3 Ｎ4 のい
ずれでも用いることができ、それらの粒径は０．４〜
１．２μｍが好ましい。
【００１２】そして、上記の比率で調合した混合粉末を
所望の成形手段、例えば、鋳込み成形，金型プレス，冷
間静水圧プレスあるいは押出し成形等により任意の形状
に成形する。
所望の成形手段、例えば、鋳込み成形，金型プレス，冷
間静水圧プレスあるいは押出し成形等により任意の形状
に成形する。
【００１３】そして、この成形体を焼成する前に、１０
ｔｏｒｒ以下の減圧中、８００℃〜１４００℃の温度域
で加熱する。この高温の減圧化で加熱することにより、
ＳｉＯ2 と窒化珪素との反応を促進し、かつ酸化物の窒
化や、各配合物間の反応の際生成する一酸化珪素ガスや
窒素ガスを成形体外部へ迅速に排出し、粒界相組成の変
化やボイドの生成を防ぐのである。この加熱処理条件を
上記のように範囲を限定したのは、１０ｔｏｒｒを越え
る圧力下、または８００℃未満の温度では、いずれも一
酸化珪素ガスや窒素ガスの生成ガスの排出が十分でな
く、しかもＳｉ2Ｎ2 Ｏの粒成長が不十分で目的の強度
が得られない。また１４００℃を越える温度では、窒化
珪素が分解し始めるからである。特に本発明によれば、
酸化珪素の添加量が重要であり、酸化珪素の添加量の範
囲を上記のように限定したのは、１０重量％を越えると
酸化珪素と窒化珪素との反応が完全には行われずにＳｉ
2 Ｎ2 Ｏ粒子も巨大化し平均粒径が２０μｍを越えるこ
とになり、また１重量％未満では、Ｓｉ2 Ｎ2 Ｏの生成
が行われず、いずれも目的の強度が得られないためであ
る。
ｔｏｒｒ以下の減圧中、８００℃〜１４００℃の温度域
で加熱する。この高温の減圧化で加熱することにより、
ＳｉＯ2 と窒化珪素との反応を促進し、かつ酸化物の窒
化や、各配合物間の反応の際生成する一酸化珪素ガスや
窒素ガスを成形体外部へ迅速に排出し、粒界相組成の変
化やボイドの生成を防ぐのである。この加熱処理条件を
上記のように範囲を限定したのは、１０ｔｏｒｒを越え
る圧力下、または８００℃未満の温度では、いずれも一
酸化珪素ガスや窒素ガスの生成ガスの排出が十分でな
く、しかもＳｉ2Ｎ2 Ｏの粒成長が不十分で目的の強度
が得られない。また１４００℃を越える温度では、窒化
珪素が分解し始めるからである。特に本発明によれば、
酸化珪素の添加量が重要であり、酸化珪素の添加量の範
囲を上記のように限定したのは、１０重量％を越えると
酸化珪素と窒化珪素との反応が完全には行われずにＳｉ
2 Ｎ2 Ｏ粒子も巨大化し平均粒径が２０μｍを越えるこ
とになり、また１重量％未満では、Ｓｉ2 Ｎ2 Ｏの生成
が行われず、いずれも目的の強度が得られないためであ
る。
【００１４】なお、本発明に用いられる希土類元素とし
ては、Ｙ、Ｅｒ、ＹｂおよびＬｕなどが好適に用いられ
る。これらの希土類元素において特性上の有意差があま
り認められないが、安価に入手できる点からＹが好まし
い。
ては、Ｙ、Ｅｒ、ＹｂおよびＬｕなどが好適に用いられ
る。これらの希土類元素において特性上の有意差があま
り認められないが、安価に入手できる点からＹが好まし
い。
【００１５】次に、得られた成形体を公知の焼成方法、
例えば、ホットプレス方法、常圧焼成、窒素ガス圧力焼
成、さらにはこれらの焼成後の熱間静水圧焼成（ＨＩ
Ｐ）焼成、およびガラスシ−ルＨＩＰ焼成等で焼成する
ことにより緻密な焼結体を得る。この時の焼成は、高温
すぎると主相である窒化珪素結晶が粒成長し強度が低下
するため、非酸化性雰囲気中で１６００〜１９００℃、
特に１６５０〜１８５０℃の窒素ガス含有非酸化性雰囲
気であることが望ましい。この焼成により窒化珪素は、
原料がα、βのいずれの場合においてもβ−Ｓｉ3 Ｎ4
となる。また、望ましくは窒素圧１．５〜１００ａｔｍ
の加圧中で行うのがよい。
例えば、ホットプレス方法、常圧焼成、窒素ガス圧力焼
成、さらにはこれらの焼成後の熱間静水圧焼成（ＨＩ
Ｐ）焼成、およびガラスシ−ルＨＩＰ焼成等で焼成する
ことにより緻密な焼結体を得る。この時の焼成は、高温
すぎると主相である窒化珪素結晶が粒成長し強度が低下
するため、非酸化性雰囲気中で１６００〜１９００℃、
特に１６５０〜１８５０℃の窒素ガス含有非酸化性雰囲
気であることが望ましい。この焼成により窒化珪素は、
原料がα、βのいずれの場合においてもβ−Ｓｉ3 Ｎ4
となる。また、望ましくは窒素圧１．５〜１００ａｔｍ
の加圧中で行うのがよい。
【００１６】なお、本発明における窒化珪素質焼結体に
おいては、上記の組織以外にＴｉ、Ｚｒ、Ｔａ，Ｎｂ、
Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏなどの周期律表第４ａ、５ａ、６ａ族元
素金属や、それらの炭化物、窒化物、珪化物、またはＳ
ｉＣなどが分散粒子やウイスカ−として、独立した相と
して存在しても本発明の特性への影響が少ないことか
ら、これらを周知技術の基づき、適量添加して複合材料
として特性の改善を行うことも当然可能である。
おいては、上記の組織以外にＴｉ、Ｚｒ、Ｔａ，Ｎｂ、
Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏなどの周期律表第４ａ、５ａ、６ａ族元
素金属や、それらの炭化物、窒化物、珪化物、またはＳ
ｉＣなどが分散粒子やウイスカ−として、独立した相と
して存在しても本発明の特性への影響が少ないことか
ら、これらを周知技術の基づき、適量添加して複合材料
として特性の改善を行うことも当然可能である。
【００１７】
【作用】窒化珪素焼結体の機械的特性および熱的特性
は、β−窒化珪素粒子と、その粒子間に存在する粒界相
の特性に決定される。本発明によれば、粒界相を希土類
元素と珪素とアルミニウムと酸素と窒素から構成させ
る、即ち、焼結助剤として少なくとも希土類元素酸化物
と酸化アルミニウムを併用することにより、焼結性を高
めることができ焼結体の緻密化を達成することができ
る。しかも本発明によれば、さらに粒界中に微細なＳｉ
2 Ｎ2 Ｏ結晶粒子を分散させることにより、分散される
Ｓｉ2 Ｎ2 Ｏ粒子自体耐熱性が高く、しかも耐酸化特性
に優れるため高温における粒界相の軟化をＳｉ2 Ｎ2 Ｏ
粒子のピニング効果により防止することができ、室温か
ら１０００℃まで優れた機械的特性を付与することがで
きる。
は、β−窒化珪素粒子と、その粒子間に存在する粒界相
の特性に決定される。本発明によれば、粒界相を希土類
元素と珪素とアルミニウムと酸素と窒素から構成させ
る、即ち、焼結助剤として少なくとも希土類元素酸化物
と酸化アルミニウムを併用することにより、焼結性を高
めることができ焼結体の緻密化を達成することができ
る。しかも本発明によれば、さらに粒界中に微細なＳｉ
2 Ｎ2 Ｏ結晶粒子を分散させることにより、分散される
Ｓｉ2 Ｎ2 Ｏ粒子自体耐熱性が高く、しかも耐酸化特性
に優れるため高温における粒界相の軟化をＳｉ2 Ｎ2 Ｏ
粒子のピニング効果により防止することができ、室温か
ら１０００℃まで優れた機械的特性を付与することがで
きる。
【００１８】
実施例１ 窒化珪素粉末（平均粒径０．５μｍ、α率９８％、酸素
量１．２重量％）と各種の希土類元素酸化物粉末と酸化
アルミニウム粉末、および平均粒径が１μｍの酸化珪素
粉末を用いて、表１に示す組成になるように調合後、１
ｔ／ｃｍ2 で金型成形した。この成形体を炭化珪素質の
匣鉢に入れて表１の条件で熱処理および焼成を行った。
量１．２重量％）と各種の希土類元素酸化物粉末と酸化
アルミニウム粉末、および平均粒径が１μｍの酸化珪素
粉末を用いて、表１に示す組成になるように調合後、１
ｔ／ｃｍ2 で金型成形した。この成形体を炭化珪素質の
匣鉢に入れて表１の条件で熱処理および焼成を行った。
【００１９】得られた焼結体をＪＩＳ−Ｒ１６０１にて
指定されている形状まで研磨し試料を作製し、この試料
についてＪＩＳ−Ｒ１６０１に基づく室温および１００
０℃での４点曲げ抗折強度試験を実施した。また、焼結
体をＸ線回折測定を行い、Ｓｉ2 Ｎ2 Ｏ結晶の存在と、
鏡面仕上げを行った試料の表面を光学顕微鏡観察により
観察しＳｉ2 Ｎ2 Ｏ粒子の大きさを測定し、１０個の平
均粒径を測定し、結果を表１に示した。
指定されている形状まで研磨し試料を作製し、この試料
についてＪＩＳ−Ｒ１６０１に基づく室温および１００
０℃での４点曲げ抗折強度試験を実施した。また、焼結
体をＸ線回折測定を行い、Ｓｉ2 Ｎ2 Ｏ結晶の存在と、
鏡面仕上げを行った試料の表面を光学顕微鏡観察により
観察しＳｉ2 Ｎ2 Ｏ粒子の大きさを測定し、１０個の平
均粒径を測定し、結果を表１に示した。
【００２０】
【表１】
【００２１】表１の結果によると、Ｓｉ2 Ｎ2 Ｏ粒子の
平均粒径が５μｍより小さいか、または２０μｍより大
きい試料Ｎo.８，９はいずれも高温強度の低下が見られ
た。
平均粒径が５μｍより小さいか、または２０μｍより大
きい試料Ｎo.８，９はいずれも高温強度の低下が見られ
た。
【００２２】また、焼成前の熱処理温度が８００℃より
低い試料Ｎo.１８ではＳｉ2 Ｎ2 Ｏ粒子径が５μｍより
小さく、また処理温度が１４００℃を越える試料Ｎo.１
９では、Ｓｉの溶融が確認された。また、熱処理時の圧
力が１０ｔｏｒｒを越える試料Ｎo.２０においてもＳｉ
2 Ｎ2 Ｏ粒子径が５μｍより小さく、高温強度が低いも
のであった。
低い試料Ｎo.１８ではＳｉ2 Ｎ2 Ｏ粒子径が５μｍより
小さく、また処理温度が１４００℃を越える試料Ｎo.１
９では、Ｓｉの溶融が確認された。また、熱処理時の圧
力が１０ｔｏｒｒを越える試料Ｎo.２０においてもＳｉ
2 Ｎ2 Ｏ粒子径が５μｍより小さく、高温強度が低いも
のであった。
【００２３】これらの比較例に対して、Ｓｉ2 Ｎ2 Ｏ粒
子が粒界に析出した本発明に基づく試料は、いずれも室
温強度９００ＭＰａ以上、１０００℃強度９００ＭＰａ
以上の高い強度を有するものであった。
子が粒界に析出した本発明に基づく試料は、いずれも室
温強度９００ＭＰａ以上、１０００℃強度９００ＭＰａ
以上の高い強度を有するものであった。
【００２４】実施例２ 窒化珪素粉末（平均粒径０．５μｍ、α率９８％、酸素
量１．２重量％）と粉末と、平均粒径の異なる酸化珪素
粉末、酸化アルミニウム粉末を用いて、表２に示す組成
になるように調合後、１ｔ／ｃｍ2 で金型成形した。成
形体を炭化珪素質の匣鉢に入れて１１００℃、１ｔｏｒ
ｒ下で５時間熱処理した後、１８００℃、Ｎ2 圧９ａｔ
ｍ下で５時間焼成した。
量１．２重量％）と粉末と、平均粒径の異なる酸化珪素
粉末、酸化アルミニウム粉末を用いて、表２に示す組成
になるように調合後、１ｔ／ｃｍ2 で金型成形した。成
形体を炭化珪素質の匣鉢に入れて１１００℃、１ｔｏｒ
ｒ下で５時間熱処理した後、１８００℃、Ｎ2 圧９ａｔ
ｍ下で５時間焼成した。
【００２５】得られた焼結体をＪＩＳ−Ｒ１６０１にて
指定されている形状まで研磨し試料を作製した。この試
料についてＪＩＳ−Ｒ１６０１に基づく室温および１０
００℃での４点曲げ抗折強度試験を実施した。また鏡面
仕上げを行ったサンプルの光学顕微鏡観察によりＳｉ2
Ｎ2 Ｏ粒子の大きさを測定した。
指定されている形状まで研磨し試料を作製した。この試
料についてＪＩＳ−Ｒ１６０１に基づく室温および１０
００℃での４点曲げ抗折強度試験を実施した。また鏡面
仕上げを行ったサンプルの光学顕微鏡観察によりＳｉ2
Ｎ2 Ｏ粒子の大きさを測定した。
【００２６】
【表２】
【００２７】表２の結果によると、Ｓｉ2 Ｎ2 Ｏの粒径
が２０μｍを越える試料Ｎo.２４、２５、２６では強度
特性が低下していた。これらの比較例に対して、Ｓｉ2
Ｎ2Ｏ粒子径が５〜２０μｍの本発明の試料はいずれも
高い抗折強度を示した。
が２０μｍを越える試料Ｎo.２４、２５、２６では強度
特性が低下していた。これらの比較例に対して、Ｓｉ2
Ｎ2Ｏ粒子径が５〜２０μｍの本発明の試料はいずれも
高い抗折強度を示した。
【００２８】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の窒化珪素質
焼結体は、室温から１０００℃まで９００ＭＰａ以上の
高い抗折強度を有するものであり、室温から高温まで使
用されるターボロータ，ピストンピン，バルブ，カムロ
ーラ，ホットプラグ，グロープラグなどの自動車用部品
やガスタ−ビンエンジン用部品等として要求される十分
な機械的特性を有するものである。
焼結体は、室温から１０００℃まで９００ＭＰａ以上の
高い抗折強度を有するものであり、室温から高温まで使
用されるターボロータ，ピストンピン，バルブ，カムロ
ーラ，ホットプラグ，グロープラグなどの自動車用部品
やガスタ−ビンエンジン用部品等として要求される十分
な機械的特性を有するものである。
Claims (2)
- 【請求項１】β−窒化珪素主結晶相と、希土類元素、珪
素、アルミニウム、酸素および窒素を含有する粒界相か
らなり、該粒界相中に平均粒径５〜２０μｍのＳｉ2 Ｎ
2 Ｏ粒子を分散含有することを特徴とする窒化珪素質焼
結体。 - 【請求項２】窒化珪素を主成分とし、助剤成分として希
土類元素酸化物、酸化アルミニウムとともに平均粒径３
μｍ以下の酸化珪素を１〜１０重量％の割合で含む成形
体を１０ｔｏｒｒ以下の減圧中、８００℃〜１４００℃
の温度で加熱してＳｉ2 Ｎ2 Ｏ粒子を析出させた後、さ
らに１６００〜１９００℃の非酸化性雰囲気中で焼成す
ることを特徴とする窒化珪素質焼結体の製造方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20652194A JP3236739B2 (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | 窒化珪素質焼結体およびその製造方法 |
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|---|---|---|---|
| JP20652194A JP3236739B2 (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | 窒化珪素質焼結体およびその製造方法 |
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| JPH0867566A true JPH0867566A (ja) | 1996-03-12 |
| JP3236739B2 JP3236739B2 (ja) | 2001-12-10 |
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| JP20652194A Expired - Fee Related JP3236739B2 (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | 窒化珪素質焼結体およびその製造方法 |
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| JP (1) | JP3236739B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN103339300A (zh) * | 2010-12-30 | 2013-10-02 | 圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司 | 坩埚主体及其形成方法 |
-
1994
- 1994-08-31 JP JP20652194A patent/JP3236739B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN103339300A (zh) * | 2010-12-30 | 2013-10-02 | 圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司 | 坩埚主体及其形成方法 |
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