JPH09241078A - 非酸化物セラミックス成形体の脱脂方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、ホウ化チタン、窒化ケイ素、炭窒化
チタン及び炭化ケイ素などの非酸化物セラミック焼結体
に膨れや亀裂を起こさないようにした、非酸化物セラミ
ック成形体の空気中での脱脂方法を得ようとするもので
ある。 【解決手段】ホウ化チタン、窒化ケイ素、炭窒化チタン
及び炭化ケイ素の中のいずれか一種の非酸化物セラミッ
クの原料粉末に、バインダーとしてグルコースを添加し
て混練し、これを大気中で１５０〜２５０℃に加熱する
ことを特徴とする非酸化物セラミックス成形体の脱脂方
法

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の属する分野】この発明は、ホウ化チタン、窒
化ケイ素、炭窒化チタン及び炭化ケイ素の中のいずれか
一種の非酸化物セラミック成形体を、空気中でしかも低
温で脱脂する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、バインダーを加えて成形され
た非酸化物セラミック成形体は、その焼成に先だって成
形体を５００℃以上の高温に加熱することで脱脂するこ
とが行われている。そして、バインダーとしてはポリビ
ニルアルコール、ポリビニルブチラールなどが使用され
てきた。また、非酸化物セラミックの中でも酸化されや
すいホウ化チタン、炭窒化チタン及び炭化ケイ素など
は、窒素、アルゴンなどの不活性ガスの中で上記と同様
に高温で脱脂が行われていた。従来のこうした不活性ガ
ス中の高温での脱脂によっては、成形体中のバインダー
が炭化し焼結性を阻害するといった問題が指摘されてい
た。

【０００３】また、脱脂を上記温度より低温、例えば４
００℃以下のような温度で、しかも空気中で行うと脱脂
が不十分となり、こうした成形体を焼結すると焼結体に
膨れ又は亀裂が発生する問題が生じることがあった。さ
らに、従来の脱脂は非酸化雰囲気で行う必要から炉はシ
ール構造にしなければならずその点でもコスト高を招い
ていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、ホウ化チ
タン、窒化ケイ素、炭窒化チタン及び炭化ケイ素などの
非酸化物セラミック焼結体に膨れや亀裂を起こさないよ
うにした、非酸化物セラミック成形体の空気中での脱脂
方法を得ようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、ホウ化チタ
ン、窒化ケイ素、炭窒化チタン及び炭化ケイ素の中のい
ずれか一種の非酸化物セラミックの原料粉末に、バイン
ダーとしてグルコースを添加して混練し、これを大気中
で１５０℃以上２５０℃以下の温度範囲で加熱すること
を特徴とする非酸化物セラミックス成形体の脱脂方法で
ある。

【０００６】

【発明の実施の態様】この発明で出発原料は、非酸化物
セラミックスであるホウ化チタン、窒化ケイ素、炭窒化
チタン及び炭化ケイ素の中のいずれか一種である。この
セラミック原料の粉末にバインダーとしてグルコースを
加え混練し常法によって成形し成形体とする。次に、こ
の成形体が酸化を起こさない程度の低い温度である２５
０℃以下の温度で加熱する。さらに、ここでの加熱は大
気中で行われる。これによってセラミック成形体の脱脂
は確実にしかも容易に行われる。

【０００７】即ち、バインダーにグルコースを用いたの
で、低温加熱でも脱脂が十分に行われるとともに、低温
加熱の故に大気中で脱脂を行っても酸化が生じないよう
にすることが可能である。さらに、低温加熱のためにバ
インダーが炭化することなく、バインダーの分解ガスは
大気中によく排出されてしまう。これによって脱脂した
成形体をさらに焼成して得た焼結体に対して、バインダ
ーが何ら悪影響を及ぼすようなことがないように出来
る。

【０００８】脱脂温度を１５０℃未満とすると、バイン
ダーの脱脂率が低くなり過ぎ、次工程で焼成するとバイ
ンダーから発生するガスが多くなり、焼成炉の内張材の
消耗などに悪影響が懸念される。本願発明において、脱
脂温度のさらに好適な温度範囲は１８０℃以上２２０℃
以下である。また、本発明で用いられるグルコースとし
ては（Ｃ₆ Ｈ₁₀Ｏ₅ ）n などである。

【０００９】

【実施例】

（実施例１〜２、比較例１〜８）表１に示すように、セ
ラミック原料粉として平均粒径１２μｍのホウ化チタン
を用い、これにバインダーとしてグルコースを３重量％
加えて混練し、サイズ１３０×１３０×１０mm の成形
体を得た。これを大気中で２００℃及び２５０℃で加熱
し脱脂した。その後これを１９５０℃で焼成した。その
焼成体の特性は表１に示す通りであった。表１には比較
例１〜８も示した。これらの比較例も実施例１及び２と
同様にして作製したものであるが、バインダーの種類及
び脱脂温度、脱脂雰囲気は表１の比較例の欄に示す通り
としたものである。 表１に示すように、実施例の No.
１及び２はいずれも脱脂した成形品のハンドリング性が
良好である上に、最終的に得られた焼結体のかさ密度
は、１０５であった。実施例においてかさ密度は、表１
の欄外に示したように、比較例８を１００として相対比
で示したものである。従って、実施例の No.１及び２
は、いずれもかさ密度が大きく、大気中の低温加熱によ
って脱脂が良好に行われたことを示している。これに対
して、比較例１，３及び４は、脱脂後の成形品のハンド
リング性が良好でない。これは脱脂体の強度不足のため
である。さらに、比較例５〜７はいずれも焼結体にフク
レが発生して不良品となっている。比較例２は、バイン
ダーが抜けきれておらず、焼成中にガスが発生し、炉材
をいためる性質が認められた。比較例８は脱脂雰囲気を
Ｎ₂ 雰囲気としたものであるが、その場合でもかさ密度
は本願発明品の値に達していない。

【００１０】

【表１】 （実施例３〜４、比較例９〜１７）実施例３及び４は、
セラミック原料粉に窒化ケイ素を使用し、実施例１及び
２と同様にしてセラミック成形体の脱脂を行ったもので
ある。また、比較例はバインダーにグルコース又はポリ
ビニルブチラールを用いたものである。さらに、比較例
１７は脱脂雰囲気をＮ₂ 雰囲気としたものである。焼結
体の物性は表２に示す通りであった。実施例 No.３及び
４はいずれも良好な結果を得ている。比較例の No.１７
は脱脂雰囲気をＮ₂ 雰囲気にしているが、その場合でも
かさ密度は本願発明品の値に達していない。比較例１０
は、バインダーが抜けきれておらず、焼成中にガスが発
生し、炉材をいためる性質が認められた。

【００１１】

【表２】

【００１２】（実施例５〜６、比較例１８〜２０）実施
例５及び６は、セラミック原料粉に炭窒化チタンを使用
し、実施例１及び２と同様にしてセラミック成形体の脱
脂を行ったものである。また、比較例はバインダーにパ
ラフインを用いたものである。さらに、比較例２０は脱
脂雰囲気をＮ₂ 雰囲気としたものである。得られた焼結
体の物性は表３に示す通りであった。実施例 No.５及び
６はいずれも良好な結果を得ている。比較例の No.２０
は脱脂雰囲気をＮ₂ 雰囲気にしているが、その場合でも
かさ密度は本願発明品の値に達していない。また、炭化
ケイ素についても、前記と同様な効果が確認された。

【００１３】

【表３】

【００１４】

【発明の効果】以上のように、本発明によればセラミッ
ク成形体のバインダーにグルコースを使用したので、焼
結体を得るに先だって行われるセラミック成形体の脱脂
を、大気中でしかも２５０℃以下という低温で行うこと
が出来るようになった。このため、脱脂に際して非酸化
雰囲気の炉を必要とせずにセラミックの酸化が防止され
て、しかも脱脂が十分に行うことが出来るようになった
ので、その経済性はすこぶる大である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大嶋 一之 神奈川県秦野市曽屋30番地 東芝セラミッ クス株式会社開発研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホウ化チタン、窒化ケイ素、炭窒化チタ
   ン及び炭化ケイ素の中のいずれか一種の非酸化物セラミ
   ックの原料粉末に、バインダーとしてグルコースを添加
   して混練し、これを大気中で１５０℃以上２５０℃以下
   に加熱することを特徴とする非酸化物セラミックス成形
   体の脱脂方法。