JPH0967194A - Ceramic composite material - Google Patents
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- JPH0967194A JPH0967194A JP2340496A JP2340496A JPH0967194A JP H0967194 A JPH0967194 A JP H0967194A JP 2340496 A JP2340496 A JP 2340496A JP 2340496 A JP2340496 A JP 2340496A JP H0967194 A JPH0967194 A JP H0967194A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は室温から高温までの
広い範囲にわたって機械的強度が大きく、かつ、耐クリ
ープ特性が良好であり、高温に暴露される構造材料や機
能材料として好適に使用することのできるセラミック複
合材料に関する。TECHNICAL FIELD The present invention has a large mechanical strength over a wide range from room temperature to a high temperature, has good creep resistance, and can be suitably used as a structural material or a functional material exposed to a high temperature. To a ceramic composite material capable of
【0002】[0002]
【従来の技術】高温下で用いられるセラミックス材料と
してSiCあるいはSi3N4が期待され、その実用化の
研究がなされているが、これらの材料は高温特性が充分
ではなく、実用化する上で問題になっている。その代替
材料としてSEP社の化学気相含浸法によるSiC/S
iC複合材料が脚光を浴び、現在では世界最高の高温材
料と考えられており、その研究開発が進められている
が、その使用温度範囲は1400℃以下とされている。2. Description of the Related Art SiC or Si 3 N 4 is expected as a ceramic material to be used at high temperatures, and studies on its practical application have been made. However, these materials have insufficient high-temperature characteristics and are not suitable for practical application. It's a problem. As an alternative material, SiC / S by chemical vapor impregnation method of SEP
The iC composite material has been in the limelight and is currently considered to be the highest temperature material in the world, and its research and development is in progress, but its operating temperature range is set to 1400 ° C or lower.
【0003】セラミックスの製造法としては、現在では
粉末焼結法が主流であり、粉体の微細化、高純度化等の
粉末特性の向上と、よく制御された焼結条件下での製造
により、室温強度3.0GPaの高強度ZrO2 セラミ
ックスの製造ができるまでになっている。さらに、粉末
焼結法により異種セラミックス粒子をナノ分散させた複
合材料の製造が可能になり、強度、靱性、熱特性などの
改善が試みられている。しかしながら、粉末焼結法で得
られる焼結体は多結晶体であり、コロニー、ボイド、粒
界相等が存在するため、充分な高温強度が得られないと
いう問題があった。At present, powder sintering is the mainstream of ceramics production methods, and is based on the improvement of powder characteristics such as finer powder and higher purity, and the production under well-controlled sintering conditions. Thus, high strength ZrO 2 ceramics having a room temperature strength of 3.0 GPa can be manufactured. Further, it has become possible to manufacture a composite material in which different kinds of ceramic particles are nano-dispersed by the powder sintering method, and attempts have been made to improve strength, toughness, thermal characteristics and the like. However, since the sintered body obtained by the powder sintering method is a polycrystalline body and has colonies, voids, grain boundary phases and the like, there is a problem that sufficient high temperature strength cannot be obtained.
【0004】一般に酸化物セラミックスは高温で容易に
変形するため、これまで高負荷の作用する高温構造材料
としては使えないと考えられていた。しかし、これら酸
化物セラミックスは高温における耐酸化性、耐腐食性で
はどのタイプのセラミックスよりも優れており、高温に
おける機械的性質さえ改善されれば高温構造材料として
幅広い用途拡大が期待できる。そのような観点から、融
点が2000℃を超える金属酸化物、例えば、Al
2O3、ZrO2、MgOや希土類元素酸化物、例えば、
Y2O3、La2O3、Yb2O3、Sm2O3、Gd2O3、N
d2O3、Er2O3等は高温用セラミックスとして有望と
考えられる。[0004] In general, oxide ceramics are easily deformed at high temperatures, and thus it has been considered that they cannot be used as high-temperature structural materials that operate under high loads. However, these oxide ceramics are superior to any type of ceramics in terms of oxidation resistance and corrosion resistance at high temperatures, and widespread use as high-temperature structural materials can be expected if mechanical properties at high temperatures are improved. From such a viewpoint, a metal oxide having a melting point exceeding 2000 ° C., for example, Al
2 O 3 , ZrO 2 , MgO and rare earth element oxides such as
Y 2 O 3 , La 2 O 3 , Yb 2 O 3 , Sm 2 O 3 , Gd 2 O 3 , N
d 2 O 3 and Er 2 O 3 are considered to be promising as high temperature ceramics.
【0005】特願平5−85821号には、希土類酸化
物(希土類元素及びそれらの混合物の酸化物)とAl2
O3からなる焼結体及びその製造方法が開示されてい
る。これによれば、希土類酸化物とAl2O3を混合成形
し、この生成形体を適性焼結温度及び適性焼結時間にて
焼結することにより、該成形体の結晶粒径を30μm以
下に制御して、焼結体を得る際に生じる異常粒成長及び
ポアの発生を抑制し、高強度、高靱性で信頼性の高い希
土類酸化物ーアルミナ焼結体を提供できるとしている。Japanese Patent Application No. 5-85821 discloses a rare earth oxide (oxide of a rare earth element and a mixture thereof) and Al 2
A sintered body made of O 3 and a method for producing the same are disclosed. According to this, the rare earth oxide and Al 2 O 3 are mixed and molded, and the green body is sintered at an appropriate sintering temperature and an appropriate sintering time to reduce the crystal grain size of the molded body to 30 μm or less. It is said that it is possible to provide a rare earth oxide-alumina sintered body that has high strength, high toughness, and high reliability by controlling abnormal grain growth and pores that occur when a sintered body is obtained.
【0006】一方、Juornal of the American Ceramics
Society 76巻1号の29〜32ページ(1993
年)には、Al2O3−Y3Al5O12共晶で示されるアル
ミナとイットリア・アルミナ・ガーネット(以下におい
て「YAG」ということがある)とからなる複合体が開
示されている。さらにこの文献には、上記複合体の製法
として、Al2O3とY2O3との混合粉末を溶融し、つい
で、坩堝内で一方向凝固する方法が開示されている。On the other hand, the Journal of the American Ceramics
Society Vol. 76, No. 1, pp. 29-32 (1993
(Year) discloses a composite of alumina represented by Al 2 O 3 —Y 3 Al 5 O 12 eutectic and yttria-alumina garnet (hereinafter sometimes referred to as “YAG”). Further, this document discloses a method of melting the mixed powder of Al 2 O 3 and Y 2 O 3 and then unidirectionally solidifying in the crucible as a method for producing the above composite.
【0007】上記文献29ページ右欄9〜10行の記載
及び同ページ図1及び図2から、上記複合体は多結晶か
らなり、粒界相を有していることが分かる。このこと
は、例えば、上記文献30ページ左欄の最終行〜同右欄
1行の「破壊は通常Al2O3−YAG界面に沿って走る
亀裂を有するコロニー境界に沿っており」との記載から
も裏付けられる。そして、このコロニー境界が、上記文
献30ページの図2中において他の部分に比較して組織
が大きくなっている部分で示される。From the description on page 29, right column, lines 9 to 10 and FIG. 1 and FIG. 2 of the same document, it is understood that the above composite is polycrystal and has a grain boundary phase. This is because, for example, from the description in the last line in the left column of page 30 to the right column, 1 line of the above-mentioned document, "Fracture is usually along the boundary of a colony having a crack running along the Al 2 O 3 -YAG interface". Is also supported. Then, this colony boundary is shown by a portion where the tissue is larger than the other portions in FIG.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】前記文献に開示されて
いる複合材料は、例えば図4に示されるように、歪み速
度を一定にした場合の応力は1,530℃及び1,65
0℃でサファイア繊維のそれとほぼ同程度である。さら
に、本発明者の実験によると、上記文献に記載の複合体
は、複合体内部に気泡あるいはボイドを含有しており、
高温において機械的強度が急激に低下することが認めら
れた。このことからも明らかなように、特に高温におけ
るセラミックス複合材料の機械的性質は構成物質の粒子
界面の構造やマトリックス及び強化相の界面並びに結晶
学的性質に大きく影響されるので、これらの因子の精密
制御が必要と考えられる。よって本発明者は、上記のよ
うな従来技術の問題点を鑑みて、室温から高温にわたっ
て優れた機械的強度及びクリープ特性を有し、特に高温
におけるこれらの特性が飛躍的に改善されたセラミック
複合材料を得るべく鋭意研究を重ねてきた。その結果、
特開平7−149597号、同7−187893号及び
特願平6−240792号に開示したα−Al2O3相と
YAG相からなる複合材料で、それらの相が単結晶/単
結晶、単結晶/多結晶、多結晶/多結晶で構成される従
来に全くない新規なセラミックス複合材料を見い出し
た。In the composite material disclosed in the above-mentioned document, for example, as shown in FIG. 4, the stress when the strain rate is constant is 1,530 ° C. and 1,65 ° C.
It is almost the same as that of sapphire fiber at 0 ° C. Furthermore, according to the experiments of the present inventor, the composite described in the above-mentioned literature contains bubbles or voids inside the composite,
It was observed that the mechanical strength sharply decreased at high temperature. As is clear from this, the mechanical properties of the ceramic composite material, especially at high temperature, are greatly influenced by the structure of the grain interface of the constituent materials, the interface of the matrix and the strengthening phase, and the crystallographic properties. Precise control is considered necessary. Therefore, in view of the above-mentioned problems of the prior art, the present inventor has excellent mechanical strength and creep properties from room temperature to high temperatures, and particularly ceramic composites in which these properties are dramatically improved at high temperatures. We have conducted extensive research to obtain materials. as a result,
A composite material composed of an α-Al 2 O 3 phase and a YAG phase disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 7-149597 and 7-187893 and Japanese Patent Application No. 6-240792. We have found a novel ceramic composite material composed of crystals / polycrystals and polycrystals / polycrystals that has never existed before.
【0009】本発明の目的は、前記に示したα−Al2
O3相とYAG相からなるセラミック複合材料に引き続
き、請求項1に示すとおり、酸化アルミニウム(Al2
O3)と酸化アルミニウム(Al2O3)と希土類元素酸
化物から生成される複合酸化物とからなる群から選ばれ
る2種以上の酸化物から構成されている凝固体であっ
て、室温から高温にわたって優れた機械的強度及びクリ
ープ特性を有し、特に高温におけるこれらの特性が飛躍
的に改善されたセラミック複合材料を提供することにあ
る。なお、請求項1に示した酸化アルミニウム(Al2
O3)と希土類元素酸化物(La2O3、Y2O3、Ce
O2、Pr6O11、Nd2O3、Sm2O3、Gd2O3、Eu
2O3、Tb4O7、Dy2O3、Ho2O3、Er2O3、Tm
2O3、Yb2O3、Lu2O3)から生成される複合酸化物
は、例えば、以下のようなものが挙げられる。LaAl
O3,CeAlO3,PrAlO3,NdAlO3,SmA
lO3,EuAlO3,GdAlO3,DyAlO3,Yb
4Al2O9,Er3Al5O12,11Al2O3・La
2O3,11Al2O3・Nd2O3,11Al2O3・Pr2
O3,EuAl11O18,2Gd2O3・Al2O3,11A
l2O3・Sm2O3,Yb3Al5O12,CeAl11O18,
Er4Al2O9 The object of the present invention is to obtain the above-mentioned α-Al 2
Following the ceramic composite material consisting of the O 3 phase and the YAG phase, aluminum oxide (Al 2
O 3 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), and a solid oxide composed of two or more kinds of oxides selected from the group consisting of complex oxides formed from rare earth element oxides. It is an object of the present invention to provide a ceramic composite material which has excellent mechanical strength and creep properties over high temperatures, and has these properties remarkably improved especially at high temperatures. The aluminum oxide (Al 2
O 3 ) and rare earth element oxides (La 2 O 3 , Y 2 O 3 , Ce)
O 2, Pr 6 O 11, Nd 2 O 3, Sm 2 O 3, Gd 2 O 3, Eu
2 O 3 , Tb 4 O 7 , Dy 2 O 3 , Ho 2 O 3 , Er 2 O 3 , Tm
Examples of the composite oxide formed from 2 O 3 , Yb 2 O 3 , and Lu 2 O 3 include the following. LaAl
O 3 , CeAlO 3 , PrAlO 3 , NdAlO 3 , SmA
lO 3 , EuAlO 3 , GdAlO 3 , DyAlO 3 , Yb
4 Al 2 O 9 , Er 3 Al 5 O 12 , 11 Al 2 O 3 La
2 O 3 , 11Al 2 O 3 · Nd 2 O 3 , 11Al 2 O 3 · Pr 2
O 3, EuAl 11 O 18, 2Gd 2 O 3 · Al 2 O 3, 11A
l 2 O 3 · Sm 2 O 3 , Yb 3 Al 5 O 12 , CeAl 11 O 18 ,
Er 4 Al 2 O 9
【0010】[0010]
【発明を解決するための手段】本発明の上記目的は、請
求項1に示す酸化アルミニウム(Al2O3)又は希土類
元素酸化物(La2O3、Y2O3、CeO2、Pr6O11、
Nd2O3、Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3、Tb4O7、
Dy2O3、Ho2O3、Er2O3、Tm2O3、Yb2O3、
Lu2O3)と、酸化アルミニウムと希土類元素酸化物か
ら生成される複合酸化物とからなる群から選ばれる2種
以上の酸化物から構成されている凝固体であることを特
徴とするセラミックス複合材料によって達成される。た
だし、上記セラミックス複合材料の構成相が、Al2O3
とY3Al5O12(YAG)である場合を除く。The above object of the present invention is to provide aluminum oxide (Al 2 O 3 ) or rare earth element oxides (La 2 O 3 , Y 2 O 3 , CeO 2 , Pr 6 ) shown in claim 1. O 11 ,
Nd 2 O 3 , Sm 2 O 3 , Eu 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Tb 4 O 7 ,
Dy 2 O 3 , Ho 2 O 3 , Er 2 O 3 , Tm 2 O 3 , Yb 2 O 3 ,
Lu 2 O 3 ) and a solidified body composed of two or more kinds of oxides selected from the group consisting of aluminum oxide and a composite oxide formed from rare earth element oxides. Achieved by material. However, the constituent phase of the ceramic composite material is Al 2 O 3
And Y 3 Al 5 O 12 (YAG).
【0011】以下に本発明のセラミック複合材料を詳細
に説明する。本発明のセラミック複合材料は、製造条件
を制御することによって、コロニー、ボイドのない均一
な組織になる。また、所定の成分に調製した混合粉末を
加圧焼結して得られる一般的な焼結体に存在する粒界は
存在しない。さらに、製造条件を制御することによって
本複合材料を構成する酸化物及び複合酸化物がそれぞれ
単結晶/単結晶、単結晶/多結晶、多結晶/多結晶から
構成されるセラミック複合材料も得ることができる。な
お、本発明において「単結晶」とは、X線回折におい
て、特定の結晶面からの回折ピークのみが観察される状
態の結晶構造を意味する。さらに、構成する酸化物以外
の酸化物を添加して、複合材料を構成する相のうち少な
くとも一方に固溶または析出させる、あるいは、相の界
面に存在させることにより、機械的性質や熱的性質を変
化させることも可能である。The ceramic composite material of the present invention will be described in detail below. The ceramic composite material of the present invention has a uniform structure free from colonies and voids by controlling the manufacturing conditions. Further, there is no grain boundary that exists in a general sintered body obtained by pressure sintering a mixed powder prepared to have predetermined components. Further, by controlling the manufacturing conditions, it is possible to obtain a ceramic composite material in which the oxide and the composite oxide constituting this composite material are composed of single crystal / single crystal, single crystal / polycrystal, and polycrystal / polycrystal, respectively. You can In the present invention, the “single crystal” means a crystal structure in which only a diffraction peak from a specific crystal plane is observed in X-ray diffraction. Furthermore, by adding an oxide other than the constituent oxides to form a solid solution or precipitate in at least one of the constituent phases of the composite material, or by allowing them to exist at the interface of the phases, the mechanical and thermal properties can be improved. It is also possible to change.
【0012】本発明のセラミック複合材料は、構成する
酸化物相が微細なレベルで均質にしかも、連続的に繋が
った構造をしている。それぞれの相の大きさは凝固条件
を変更することによって制御可能であるが、一般には1
〜50μmである。The ceramic composite material of the present invention has a structure in which the constituent oxide phases are homogeneously and continuously connected at a fine level. The size of each phase can be controlled by changing the solidification conditions, but generally 1
˜50 μm.
【0013】例えば、Al2O3とGd2O3の組み合わせ
の場合、Al2O3:78mol%,Gd2O3:22mo
l%で共晶を形成するので、Al2O3相とAl2O3とG
d2O3の複合酸化物であるペロブスカイト構造のGdA
lO3相からなるセラミック複合材料を得ることができ
る。さらに上記と同様に、α−Al2O3が約20〜80
容積%、GdAlO3が約80〜20容積%の範囲内で
その分率を変化させることができる。この他に、請求項
1に記載の酸化物がペロブスカイト構造を有するものに
は、LaAlO3,CeAlO3,PrAlO3,NdA
lO3,SmAlO3,EuAlO3,DyAlO3等があ
る。これらのいずれかが本複合材料を構成する場合、組
織が微細化し機械的強度が大きいセラミック複合材料を
得ることができる。For example, in the case of a combination of Al 2 O 3 and Gd 2 O 3 , Al 2 O 3 : 78mol%, Gd 2 O 3 : 22mo.
1%, a eutectic is formed, so that the Al 2 O 3 phase, Al 2 O 3 and G
GdA having a perovskite structure which is a composite oxide of d 2 O 3
It is possible to obtain a ceramic composite material composed of 10 3 phases. Further, in the same manner as above, α-Al 2 O 3 is about 20-80.
The volume fraction of GdAlO 3 can be changed within the range of about 80 to 20 volume%. In addition to this, when the oxide according to claim 1 has a perovskite structure, LaAlO 3 , CeAlO 3 , PrAlO 3 , NdA
1O 3 , SmAlO 3 , EuAlO 3 , DyAlO 3 and the like. When any of these constitutes the present composite material, it is possible to obtain a ceramic composite material having a fine structure and high mechanical strength.
【0014】また、Al2O3とEr2O3の組み合わせの
場合、Al2O3:81.1mol%,Er2O3:18.
9mol%で共晶を形成するので、Al2O3相とAl2
O3とEr2O3の複合酸化物であるガーネット構造のE
r3Al5O12相からなるセラミック複合材料を得ること
ができる。さらに上記と同様に、α−Al2O3が約20
〜80容積%、Er3Al5O12が約80〜20容積%の
範囲内でその分率を変化させることができる。この他
に、請求項1に記載の酸化物がガーネット構造を有する
ものには、Yb3Al5O12等がある。これらのいずれか
が本複合材料を構成する場合、クリープ強度が大きいセ
ラミック複合材料を得ることができる。In the case of a combination of Al 2 O 3 and Er 2 O 3 , Al 2 O 3 : 81.1 mol%, Er 2 O 3 : 18.
Since a eutectic is formed at 9 mol%, the Al 2 O 3 phase and the Al 2 O 3 phase
Garnet structure E which is a composite oxide of O 3 and Er 2 O 3
It is possible to obtain a ceramic composite material composed of the r 3 Al 5 O 12 phase. Further, similar to the above, α-Al 2 O 3 is about 20
80 volume%, Er 3 Al 5 O 12 can be changed its fraction in the range of about 80 to 20 volume%. In addition to these, Yb 3 Al 5 O 12 and the like are included in the oxides according to claim 1 having a garnet structure. When any of these constitutes the present composite material, a ceramic composite material having high creep strength can be obtained.
【0015】本発明のセラミック複合材料は、例えば以
下の方法によって調整することができる。最初に2種の
セラミック粉末を、所望する成分比率のセラミック複合
材料を生成する割合で混合して、混合粉末を調整する。
混合方法については特別の制限はなく、乾式混合法及び
湿式混合法のいずれも採用することができる。湿式混合
法を用いる際の媒体としては、メタノール、エタノール
のようなアルコールが一般に使用される。ついで、この
混合粉末を公知の溶解炉、例えば、アーク溶解炉を用い
て両原料が溶解する温度、例えば、Al2O3とEr2O3
の場合、1,900〜2,000℃に加熱して溶解す
る。The ceramic composite material of the present invention can be prepared, for example, by the following method. First, the two kinds of ceramic powders are mixed in a ratio to produce a ceramic composite material having a desired component ratio to prepare a mixed powder.
There is no particular limitation on the mixing method, and any of a dry mixing method and a wet mixing method can be employed. As a medium when using the wet mixing method, an alcohol such as methanol or ethanol is generally used. Then, this mixed powder is melted using a known melting furnace, for example, an arc melting furnace, at a temperature at which both raw materials are melted, for example, Al 2 O 3 and Er 2 O 3
In the case of, it is heated to 1,900 to 2,000 ° C. and melted.
【0016】引き続き、上記溶解物をそのまま坩堝に仕
込み一方向凝固させるか、あるいは、上記溶解物を一旦
凝固させた後に粉砕し、粉砕物を坩堝に仕込み一方向に
凝固させ、本発明のセラミック複合材料を製造する。別
の方法として、上記溶解物を所定温度に保持した坩堝に
鋳込み、冷却速度を制御しながら凝固体を得る方法も採
用することができる。Subsequently, the melt is charged into the crucible as it is for unidirectional solidification, or the melt is once solidified and then crushed, and the crushed product is charged into the crucible and solidified in one direction to obtain the ceramic composite of the present invention. Manufacture materials. As another method, a method in which the melt is cast into a crucible maintained at a predetermined temperature and a solidified body is obtained while controlling the cooling rate can also be adopted.
【0017】溶解凝固の際の雰囲気圧力は、通常300
Torr以下、好ましくは10-3Torr以下である。
また、一方向凝固させるときの坩堝の移動速度、換言す
ると、セラミック複合材料の成長速度は通常500mm
/時間以下、好ましくは1〜100mm/時間である。
雰囲気圧力及び移動速度以外の調整条件はそれ自体公知
の方法の条件と同じである。Atmospheric pressure during melting and solidification is usually 300
Torr or less, preferably 10 -3 Torr or less.
Further, the moving speed of the crucible during unidirectional solidification, in other words, the growth speed of the ceramic composite material is usually 500 mm.
/ Hour or less, preferably 1 to 100 mm / hour.
The adjustment conditions other than the atmospheric pressure and the moving speed are the same as those of the method known per se.
【0018】溶解凝固の際の雰囲気圧力あるいは坩堝の
移動速度が条件範囲外になると、気泡またはボイドが生
成し易くなって、高温における機械的強度及びクリープ
特性の優れた複合材料を得ることが困難になる。When the atmospheric pressure during melting and solidification or the moving speed of the crucible is out of the condition range, bubbles or voids are easily generated, and it is difficult to obtain a composite material excellent in mechanical strength and creep characteristics at high temperature. become.
【0019】一方向に凝固させる装置としては、垂直方
向に設置された円筒状の容器内に坩堝が上下方向に移動
可能に収納されており、円筒状容器の中央部外側に加熱
用の誘導コイルが取り付けられており、容器内空間を減
圧にするための真空ポンプが設置されている、それ自体
公知の装置を使用することができる。As a device for solidifying in one direction, a crucible is movably housed in a vertically arranged cylindrical container, and an induction coil for heating is provided outside the central part of the cylindrical container. It is possible to use a device known per se, which is attached with a vacuum pump for reducing the pressure inside the container.
【0020】[0020]
【発明の効果】本発明のセラミック複合材料は、高温に
おける耐熱性、耐久性、高温強度、熱安定性など飛躍的
に改善されたものであり、大気中の1,500℃を超え
る高温においても優れた特性を発揮するため、ジェット
エンジンや発電用タービンのタービンブレード等の部
材、各種高温材料の高温特性測定用の治具等として有用
性が高いものである。その他、Al2O3をはじめとする
酸化物系セラミックスが具体的に用いられている用途、
例えば、高温炉用熱交換器、核融合炉用材料、原子炉用
材料、耐磨耗部材、耐腐食性部材などその他幅広い分野
で有用性が高いものである。また、このセラミック複合
材料を繊維状あるいは粉末状にすれば、例えば、ジェッ
トエンジンや発電用ガスタービンのタービンブレードに
用いられているNi基超合金やCo基超合金、あるいは
各種セラミックスの分散強化材としても好適に使用でき
る。さらに、得られた粉末を金属材料等の表面にプラズ
マ溶射法等の方法でコーテイングする形態で凝固させれ
ば、耐酸化性、耐磨耗性の向上も期待できる。INDUSTRIAL APPLICABILITY The ceramic composite material of the present invention is dramatically improved in heat resistance, durability, high temperature strength and thermal stability at high temperatures, and even at high temperatures in excess of 1,500 ° C. in the atmosphere. Since it exhibits excellent characteristics, it is highly useful as a member such as a turbine blade of a jet engine or a turbine for power generation, a jig for measuring high temperature characteristics of various high temperature materials, and the like. In addition, applications where oxide-based ceramics such as Al 2 O 3 are specifically used,
For example, it is highly useful in a wide range of other fields such as heat exchangers for high temperature reactors, materials for nuclear fusion reactors, materials for nuclear reactors, wear resistant members, and corrosion resistant members. Further, if this ceramic composite material is made into a fibrous or powder form, for example, a Ni-base superalloy or a Co-base superalloy used for a turbine blade of a jet engine or a gas turbine for power generation, or a dispersion strengthening material of various ceramics. Can also be suitably used. Furthermore, if the obtained powder is solidified on the surface of a metal material or the like by a coating method such as a plasma spraying method, the oxidation resistance and abrasion resistance can be expected to improve.
【0021】繊維状のセラミック複合材料を製造する方
法としては、予め一方向凝固法で製造した凝固体を直径
1mm程度に線材化し、その一端を同一組成の加熱溶融
させたプールに浸漬、引き上げて繊維状の結晶を成長さ
せてゆく方法を採ることができる。あるいは、加熱溶融
させたメルトプールに毛細管現象を起こす狭いガイドを
置いて引き上げるEdge−defined Film
−fed Growth(EFG法)や、予め焼結法に
より作製したロッドをCO2 レーザー等で照射、帯溶融
し、一方向に凝固させてゆく方法(Laser hea
ted floatzone method;LHFZ
法)も採ることができる。また、粉末状のセラミック複
合材料を製造する方法としては、加熱溶融した試料を坩
堝底に設けた微細孔から緩やかな温度勾配をつけた炉中
に液滴を落下させ、凝固させる方法を採ることができ
る。さらに、表面にコーテイングする方法としては、プ
ラズマ溶射する方法や、加熱溶融させたメルトプール中
に被コーテイング物質を浸漬したまま一方向凝固させ、
メルトを保持していた坩堝を後加工で取り除く方法を採
ることができる。As a method for producing a fibrous ceramic composite material, a solidified body previously produced by the unidirectional solidification method is made into a wire having a diameter of about 1 mm, and one end thereof is immersed in a heated and melted pool of the same composition and pulled up. A method of growing fibrous crystals can be adopted. Alternatively, an edge-defined film that pulls up a narrow guide that causes a capillary phenomenon in a melt pool that is heated and melted
-Fed Growth (EFG method) or a method of irradiating a rod previously produced by a sintering method with a CO 2 laser or the like to melt the zone and solidify in one direction (Laser hair)
ted floatzone method; LHFZ
Law) can also be adopted. Further, as a method for producing a powdery ceramic composite material, a method in which a sample obtained by heating and melting is solidified by dropping a droplet from a fine hole provided in the crucible bottom into a furnace with a gentle temperature gradient is adopted. You can Furthermore, as a method of coating the surface, a method of plasma spraying or unidirectionally solidifying while the material to be coated is immersed in a melt pool heated and melted,
A method of removing the crucible holding the melt by post-processing can be adopted.
【0022】[0022]
【実施例】以下に実施例及び比較例を示す。 実施例1 原料としてα−Al2O3粉末とGd2O3粉末を78.0
/22.0mol%の割合で混合し、エタノール溶媒を
用いて湿式ボールミルによって混合し、得られたスラリ
ーからロータリーエヴァポレータを用いてエタノールを
除去した。得られた混合粉末をチャンバー内に設置され
たモリブデン坩堝に仕込み、10-5Torrの雰囲気圧
力に維持して、高周波コイルを用いて坩堝を1,850
〜2,000℃に加熱して混合粉末を溶解した。次に、
同一の雰囲気圧力下において坩堝を5mm/時間の速度
で降下し一方向凝固させ凝固体を得た。このようにして
得られた凝固体の凝固方向に垂直な断面組織の電子顕微
鏡写真を図1に示す。図1において、白い部分がGdA
lO3相で黒い部分がα−Al2O3相である。この凝固
体にはコロニーや粒界相がなく、さらに気泡やボイドが
存在しない均一な組織を有していることが分かった。さ
らに、凝固方向に垂直な面のX線回折の結果、α−Al
2O3とGdAlO3のそれぞれ特定の面からの回折ピー
クのみが観察され、この凝固体はα−Al2O3単結晶と
GdAlO3単結晶の二つの相からなるセラミック複合
材料であることが分かった。この複合材料の機械的強度
を表1に示す。表1において、3点曲げ強度は大気中の
1,600℃において測定した値である。また、この複
合材料を1,700℃の大気中に50時間保持した後の
重量増は0.002g/cm3であった。EXAMPLES Examples and comparative examples are shown below. Example 1 78.0 α-Al 2 O 3 powder and Gd 2 O 3 powder were used as raw materials.
/22.0 mol%, and mixed by a wet ball mill using an ethanol solvent, and ethanol was removed from the obtained slurry using a rotary evaporator. The obtained mixed powder is charged into a molybdenum crucible placed in a chamber, and the crucible is maintained at 10 -5 Torr atmospheric pressure, and the crucible is heated to 1,850 using a high frequency coil.
Heated to 2,2,000 ° C. to dissolve the mixed powder. next,
Under the same atmospheric pressure, the crucible was lowered at a speed of 5 mm / hour to unidirectionally solidify to obtain a solidified body. FIG. 1 shows an electron micrograph of a cross-sectional structure perpendicular to the solidification direction of the solidified body thus obtained. In Fig. 1, the white part is GdA.
The black portion of the 10 3 phase is the α-Al 2 O 3 phase. It was found that this coagulated body had no colony or grain boundary phase and had a uniform structure free of bubbles and voids. Furthermore, as a result of X-ray diffraction of a plane perpendicular to the solidification direction, α-Al
Only diffraction peaks from specific planes of 2 O 3 and GdAlO 3 are observed, and this solidified body is a ceramic composite material composed of two phases of α-Al 2 O 3 single crystal and GdAlO 3 single crystal. Do you get it. The mechanical strength of this composite material is shown in Table 1. In Table 1, the three-point bending strength is a value measured at 1,600 ° C. in the atmosphere. The weight gain of the composite material after being kept in the atmosphere at 1,700 ° C. for 50 hours was 0.002 g / cm 3 .
【0023】実施例2 原料としてα−Al2O3粉末とGd2O3粉末を78.0
/22.0mol%の割合で混合し、エタノール溶媒を
用いて湿式ボールミルによって混合し、得られたスラリ
ーからロータリーエヴァポレータを用いてエタノールを
除去した。得られた混合粉末をチャンバー内に設置され
たモリブデン坩堝に仕込み、10-5Torrの雰囲気圧
力に維持して、高周波コイルを用いて坩堝を1,850
〜2,000℃に加熱して混合粉末を溶解した。次に、
同一の雰囲気圧力下において坩堝を20mm/時間の速
度で降下し一方向凝固させ凝固体を得た。このようにし
て得られた凝固体の凝固方向に垂直な断面組織の電子顕
微鏡写真を図2に示す。図2において、白い部分がGd
AlO3相で黒い部分がα−Al2O3相である。この凝
固体にはコロニーや粒界相がなく、さらに気泡やボイド
が存在しない均一な組織を有していることが分かった。
さらに、凝固方向に垂直な面のX線回折の結果、α−A
l2O3の特定の面からの回折ピークとGdAlO3の複
数の面からの回折ピークが観察され、この凝固体はα−
Al2O3単結晶とGdAlO3多結晶の二つの相からな
るセラミック複合材料であることが分かった。この複合
材料の機械的強度を表1及び表2に示す。表1におい
て、3点曲げ強度は大気中の1,600℃において測定
した値、表2において、圧縮クリープ強度は大気中1,
600℃、歪み速度10-4/sで測定した値である。ま
た、この複合材料を1,700℃の大気中に50時間保
持した後の重量増は0.003g/cm3であった。Example 2 As a raw material, α-Al 2 O 3 powder and Gd 2 O 3 powder were used for 78.0.
/22.0 mol%, and mixed by a wet ball mill using an ethanol solvent, and ethanol was removed from the obtained slurry using a rotary evaporator. The obtained mixed powder is charged into a molybdenum crucible placed in a chamber, and the crucible is maintained at 10 -5 Torr atmospheric pressure, and the crucible is heated to 1,850 using a high frequency coil.
Heated to 2,2,000 ° C. to dissolve the mixed powder. next,
Under the same atmospheric pressure, the crucible was lowered at a speed of 20 mm / hour to unidirectionally solidify to obtain a solidified body. FIG. 2 shows an electron micrograph of the cross-sectional structure perpendicular to the solidification direction of the solidified body thus obtained. In Fig. 2, the white part is Gd.
The black part of the AlO 3 phase is the α-Al 2 O 3 phase. It was found that this coagulated body had no colony or grain boundary phase and had a uniform structure free of bubbles and voids.
Furthermore, as a result of X-ray diffraction on a plane perpendicular to the solidification direction, α-A
Diffraction peaks from a specific plane of l 2 O 3 and diffraction planes from a plurality of planes of GdAlO 3 were observed.
It was found to be a ceramic composite material composed of two phases, an Al 2 O 3 single crystal and a GdAlO 3 polycrystal. The mechanical strength of this composite material is shown in Tables 1 and 2. In Table 1, the three-point bending strength is a value measured at 1,600 ° C. in the atmosphere, and in Table 2, the compression creep strength is 1 in the atmosphere.
It is a value measured at 600 ° C. and a strain rate of 10 −4 / s. The weight gain of the composite material after being kept in the atmosphere at 1,700 ° C. for 50 hours was 0.003 g / cm 3 .
【0024】実施例3 坩堝の移動速度を50mm/時間にした以外は実施例2
を繰り返して凝固体を得た。このようにして得られた凝
固体の凝固方向に垂直な断面組織の電子顕微鏡写真を図
3及び図4に示す。図3及び図4において、白い部分が
GdAlO3相で黒い部分がα−Al2O3相である。こ
の凝固体は、実施例2よりも微細化した組織と、さら
に、Al2O3相中に繊維状のGdAlO3相が均一に分
散した組織とが混在したユニークな組織を有しているこ
とが分かった。この複合材料の機械的強度を表1に示
す。表1において、3点曲げ強度は大気中の1,600
℃において測定した値である。Example 3 Example 2 except that the moving speed of the crucible was 50 mm / hour.
Was repeated to obtain a solidified body. Electron micrographs of the cross-sectional structure of the thus obtained solidified body perpendicular to the solidification direction are shown in FIGS. 3 and 4. 3 and 4, the white part is the GdAlO 3 phase and the black part is the α-Al 2 O 3 phase. This solidified body has a unique structure in which a structure finer than that of Example 2 and a structure in which the fibrous GdAlO 3 phase is uniformly dispersed in the Al 2 O 3 phase are mixed. I understood. The mechanical strength of this composite material is shown in Table 1. In Table 1, the three-point bending strength is 1,600 in the atmosphere.
It is a value measured at ° C.
【0025】比較例1 原料としてα−Al2O3粉末とGd2O3粉末を実施例1
と同様の混合割合で、エタノール溶媒を用いて湿式ボー
ルミルによって混合し、得られたスラリーからロータリ
ーエヴァポレータを用いてエタノールを除去した。得ら
れた混合粉末を黒鉛製のダイスに充填し、10-2Tor
rの雰囲気圧力下で温度1,680℃、圧力500kg
/mm2 で2時間加圧焼結して焼結体を得た。このよう
にして得られた焼結体をX線回折した結果、α−Al2
O3とGdAlO3いずれも複数の面からの回折ピークが
観察された。また、この焼結体の加圧方向に垂直な面の
断面組織の電子顕微鏡写真を図5に示す。図5におい
て、白い部分がGdAlO3粒子、黒い部分がα−Al2
O3粒子である。この複合材料はAl2O3粒とGdAl
O3粒から構成されるセラミック複合材料であることが
分かった。この複合材料の機械的強度を表1及び表2に
示す。表1及び表2において、3点曲げ強度及び圧縮ク
リープ強度はいずれも大気中の1,600℃、歪み速度
10-4/sで測定した値である。Comparative Example 1 α-Al 2 O 3 powder and Gd 2 O 3 powder were used as raw materials in Example 1.
The mixture was mixed at the same mixing ratio as above with a wet ball mill using an ethanol solvent, and ethanol was removed from the obtained slurry using a rotary evaporator. The obtained mixed powder was filled in a graphite die, and 10 -2 Tor
Under the atmospheric pressure of r, temperature 1,680 ° C, pressure 500kg
/ Mm 2 for 2 hours under pressure to obtain a sintered body. As a result of X-ray diffraction of the sintered body thus obtained, α-Al 2
Diffraction peaks from a plurality of planes were observed for both O 3 and GdAlO 3 . Further, an electron micrograph of the cross-sectional structure of the surface of this sintered body which is perpendicular to the pressing direction is shown in FIG. In FIG. 5, the white part is GdAlO 3 particles and the black part is α-Al 2
O 3 particles. This composite material consists of Al 2 O 3 grains and GdAl.
It was found to be a ceramic composite material composed of O 3 grains. The mechanical strength of this composite material is shown in Tables 1 and 2. In Tables 1 and 2, the three-point bending strength and the compression creep strength are both values measured at 1,600 ° C. in air and a strain rate of 10 −4 / s.
【0026】実施例4 原料としてα−Al2O3粉末とEr2O3粉末を81.1
/18.9mol%の割合で混合し、エタノール溶媒を
用いて湿式ボールミルによって混合し、得られたスラリ
ーからロータリーエヴァポレータを用いてエタノールを
除去した。得られた混合粉末をチャンバー内に設置され
たモリブデン坩堝に仕込み、10-5Torrの雰囲気圧
力に維持して、高周波コイルを用いて坩堝を1,900
〜2,000℃に加熱して混合粉末を溶解した。次に、
同一の雰囲気圧力下において坩堝を5mm/時間の速度
で降下し一方向凝固させ凝固体を得た。このようにして
得られた凝固体の凝固方向に垂直な断面組織の光学顕微
鏡写真を図6に示す。図6において、白い部分がEr3
Al5O12相で黒い部分がα−Al2O3相である。この
凝固体にはコロニーや粒界相がなく、さらに気泡やボイ
ドが存在しない均一な組織を有していることが分かっ
た。さらに、凝固方向に垂直な面のX線回折の結果、α
−Al2O3の特定の面からの回折ピークとEr3Al5O
12の特定の面からの回折ピークが観察され、この凝固体
はα−Al2O3単結晶とEr3Al5O12単結晶の二つの
相からなるセラミック複合材料であることが分かった。
この複合材料の機械的強度を表1及び表2に示す。表1
において、3点曲げ強度は大気中の1,800℃におい
て測定した値、表2において、圧縮クリープ強度は大気
中1,600℃、歪み速度10-4/sで測定した値であ
る。また、この複合材料を1,700℃の大気中に50
時間保持した後の重量増は0.002g/cm3であっ
た。Example 4 81.1 of α-Al 2 O 3 powder and Er 2 O 3 powder were used as raw materials.
/18.9 mol%, and mixed by a wet ball mill using an ethanol solvent, and ethanol was removed from the obtained slurry using a rotary evaporator. The obtained mixed powder is charged into a molybdenum crucible placed in a chamber, and the crucible is maintained at an atmospheric pressure of 10 -5 Torr, and the crucible is heated to 1,900 using a high-frequency coil.
Heated to 2,2,000 ° C. to dissolve the mixed powder. next,
Under the same atmospheric pressure, the crucible was lowered at a speed of 5 mm / hour to unidirectionally solidify to obtain a solidified body. FIG. 6 shows an optical micrograph of the cross-sectional structure perpendicular to the solidification direction of the solidified body thus obtained. In FIG. 6, the white part is Er 3
The black portion of the Al 5 O 12 phase is the α-Al 2 O 3 phase. It was found that this coagulated body had no colony or grain boundary phase and had a uniform structure free of bubbles and voids. Further, as a result of X-ray diffraction of a plane perpendicular to the solidification direction, α
-Diffraction peak from a specific surface of Al 2 O 3 and Er 3 Al 5 O
Diffraction peaks from 12 specific planes were observed, and it was found that the solidified body was a ceramic composite material composed of two phases of α-Al 2 O 3 single crystal and Er 3 Al 5 O 12 single crystal.
The mechanical strength of this composite material is shown in Tables 1 and 2. Table 1
In Table 3, the three-point bending strength is a value measured at 1,800 ° C. in the atmosphere, and in Table 2, the compression creep strength is a value measured at 1,600 ° C. in the atmosphere at a strain rate of 10 −4 / s. In addition, this composite material was exposed to 1,700 ° C in the atmosphere at 50
The weight gain after holding for a period of time was 0.002 g / cm 3 .
【0027】実施例5 原料としてα−Al2O3粉末とEr2O3粉末を81.1
/18.9mol%の割合で混合し、エタノール溶媒を
用いて湿式ボールミルによって混合し、得られたスラリ
ーからロータリーエヴァポレータを用いてエタノールを
除去した。得られた混合粉末をチャンバー内に設置され
たモリブデン坩堝に仕込み、10-5Torrの雰囲気圧
力に維持して、高周波コイルを用いて坩堝を1,900
〜2,000℃に加熱して混合粉末を溶解した。次に、
同一の雰囲気圧力下において坩堝を50mm/時間の速
度で降下し一方向凝固させ凝固体を得た。このようにし
て得られた凝固体の凝固方向に垂直な断面組織の光学顕
微鏡写真を図7に示す。図7において、白い部分がEr
3Al5O12相で黒い部分がα−Al2O3相である。この
凝固体にはコロニーや粒界相がなく、さらに気泡やボイ
ドが存在しない均一な組織を有していることが分かっ
た。さらに、凝固方向に垂直な面のX線回折の結果、α
−Al2O3の特定の面からの回折ピークとEr3Al5O
12の複数の面からの回折ピークが観察され、この凝固体
はα−Al2O3単結晶とEr3Al5O12多結晶の二つの
相からなるセラミック複合材料であることが分かった。
この複合材料の機械的強度を表1及び表2に示す。表1
において、3点曲げ強度は大気中の1,800℃におい
て測定した値、表2において、圧縮クリープ強度は大気
中1,600℃、歪み速度10-4/sで測定した値であ
る。また、この複合材料を1,700℃の大気中に50
時間保持した後の重量増は0.002g/cm3であっ
た。Example 5 81.1 of α-Al 2 O 3 powder and Er 2 O 3 powder were used as raw materials.
/18.9 mol%, and mixed by a wet ball mill using an ethanol solvent, and ethanol was removed from the obtained slurry using a rotary evaporator. The obtained mixed powder is charged into a molybdenum crucible placed in a chamber, and the crucible is maintained at an atmospheric pressure of 10 -5 Torr, and the crucible is heated to 1,900 using a high-frequency coil.
Heated to 2,2,000 ° C. to dissolve the mixed powder. next,
Under the same atmospheric pressure, the crucible was lowered at a speed of 50 mm / hour to unidirectionally solidify to obtain a solidified body. FIG. 7 shows an optical micrograph of a cross-sectional structure perpendicular to the solidification direction of the solidified body thus obtained. In FIG. 7, the white part is Er.
The black portion of the 3 Al 5 O 12 phase is the α-Al 2 O 3 phase. It was found that this coagulated body had no colony or grain boundary phase and had a uniform structure free of bubbles and voids. Further, as a result of X-ray diffraction of a plane perpendicular to the solidification direction, α
-Diffraction peak from a specific surface of Al 2 O 3 and Er 3 Al 5 O
Diffraction peaks from 12 planes were observed, and it was found that the solidified body was a ceramic composite material composed of two phases of α-Al 2 O 3 single crystal and Er 3 Al 5 O 12 polycrystal.
The mechanical strength of this composite material is shown in Tables 1 and 2. Table 1
In Table 3, the three-point bending strength is a value measured at 1,800 ° C. in the atmosphere, and in Table 2, the compression creep strength is a value measured at 1,600 ° C. in the atmosphere at a strain rate of 10 −4 / s. In addition, this composite material was exposed to 1,700 ° C in the atmosphere at 50
The weight gain after holding for a period of time was 0.002 g / cm 3 .
【0028】比較例2 原料としてα−Al2O3粉末とEr2O3粉末を実施例4
と同様の混合割合で、エタノール溶媒を用いて湿式ボー
ルミルによって混合し、得られたスラリーからロータリ
ーエヴァポレータを用いてエタノールを除去した。得ら
れた混合粉末を黒鉛製のダイスに充填し、10-2Tor
rの雰囲気圧力下で温度1,780℃、圧力500kg
/mm2 で2時間加圧焼結して焼結体を得た。このよう
にして得られた焼結体をX線回折した結果、α−Al2
O3とEr3Al5O12いずれも複数の面からの回折ピー
クが観察された。また、この焼結体の加圧方向に垂直な
面の断面組織の電子顕微鏡写真を図8に示す。図8にお
いて、白い部分がEr3Al5O12粒子、黒い部分がα−
Al2O3粒子である。この複合材料はAl2O3粒とEr
3Al5O12粒から構成されるセラミック複合材料である
ことが分かった。この複合材料の機械的強度を表1及び
表2に示す。表1及び表2において、3点曲げ強度は大
気中の1,800℃において測定した値、圧縮クリープ
強度は大気中の1,600℃、歪み速度10-4/sで測
定した値である。Comparative Example 2 α-Al 2 O 3 powder and Er 2 O 3 powder were used as raw materials in Example 4.
The mixture was mixed at the same mixing ratio as above with a wet ball mill using an ethanol solvent, and ethanol was removed from the obtained slurry using a rotary evaporator. The obtained mixed powder was filled in a graphite die, and 10 -2 Tor
Temperature of 1,780 ℃, pressure of 500kg under r atmosphere pressure
/ Mm 2 for 2 hours under pressure to obtain a sintered body. As a result of X-ray diffraction of the sintered body thus obtained, α-Al 2
Diffraction peaks from a plurality of planes were observed for both O 3 and Er 3 Al 5 O 12 . An electron micrograph of the cross-sectional structure of the surface of this sintered body perpendicular to the pressing direction is shown in FIG. In FIG. 8, the white portion is Er 3 Al 5 O 12 particles, and the black portion is α-.
These are Al 2 O 3 particles. This composite material contains Al 2 O 3 grains and Er
It was found to be a ceramic composite material composed of 3 Al 5 O 12 grains. The mechanical strength of this composite material is shown in Tables 1 and 2. In Tables 1 and 2, the three-point bending strength is a value measured at 1,800 ° C. in the air, and the compression creep strength is a value measured at 1,600 ° C. in the air at a strain rate of 10 −4 / s.
【0029】実施例6 原料としてα−Al2O3粉末とSm2O3粉末を69.0
/31.0mol%の割合で混合し、エタノール溶媒を
用いて湿式ボールミルによって混合し、得られたスラリ
ーからロータリーエヴァポレータを用いてエタノールを
除去した。得られた混合粉末をチャンバー内に設置され
たモリブデン坩堝に仕込み、10-5Torrの雰囲気圧
力に維持して、高周波コイルを用いて坩堝を1,850
〜1,950℃に加熱して混合粉末を溶解した。次に、
同一の雰囲気圧力下において坩堝を50mm/時間の速
度で降下し一方向凝固させ凝固体を得た。このようにし
て得られた凝固体の凝固方向に垂直な断面組織の電子顕
微鏡写真を図9に示す。図9において、白い部分がSm
AlO3相で黒い部分がα−Al2O3相である。この凝
固体にはコロニーや粒界相がなく、さらに気泡やボイド
が存在しない均一な組織を有していることが分かった。
さらに、凝固方向に垂直な面のX線回折の結果、α−A
l2O3の複数の面からの回折ピークとSmAlO3の複
数の回折ピークが観察され、この凝固体はα−Al2O3
多結晶とSmAlO3多結晶の二つの相からなり、α−
Al2O3相中に繊維状SmAlO3相が均一に分散した
セラミック複合材料であることが分かった。この複合材
料の機械的強度を表1及び表2に示す。表1において、
3点曲げ強度は大気中の1,700℃において測定した
値、表2において、圧縮クリープ強度は大気中1,60
0℃で測定した値である。また、この複合材料を1,7
00℃の大気中に50時間保持した後の重量増は0.0
02g/cm3であった。Example 6 69.0 of α-Al 2 O 3 powder and Sm 2 O 3 powder were used as raw materials.
/31.0 mol% and were mixed by a wet ball mill using an ethanol solvent, and ethanol was removed from the obtained slurry using a rotary evaporator. The obtained mixed powder is charged into a molybdenum crucible placed in a chamber, and the crucible is maintained at 10 -5 Torr atmospheric pressure, and the crucible is heated to 1,850 using a high frequency coil.
To 950 ° C. to dissolve the mixed powder. next,
Under the same atmospheric pressure, the crucible was lowered at a speed of 50 mm / hour to unidirectionally solidify to obtain a solidified body. FIG. 9 shows an electron micrograph of the cross-sectional structure perpendicular to the solidification direction of the solidified body thus obtained. In FIG. 9, the white part is Sm.
The black part of the AlO 3 phase is the α-Al 2 O 3 phase. It was found that this coagulated body had no colony or grain boundary phase and had a uniform structure free of bubbles and voids.
Furthermore, as a result of X-ray diffraction on a plane perpendicular to the solidification direction, α-A
Diffraction peaks from plural planes of l 2 O 3 and plural diffraction peaks of SmAlO 3 were observed, and this solidified body was α-Al 2 O 3
It consists of two phases, polycrystal and SmAlO 3 polycrystal, and α-
It was found to be a ceramic composite material in which the fibrous SmAlO 3 phase was uniformly dispersed in the Al 2 O 3 phase. The mechanical strength of this composite material is shown in Tables 1 and 2. In Table 1,
The three-point bending strength is a value measured at 1,700 ° C. in air, and in Table 2, the compression creep strength is 1,60 in air.
It is a value measured at 0 ° C. In addition, this composite material
Weight increase after holding in the atmosphere of 00 ℃ for 50 hours is 0.0
It was 02 g / cm 3 .
【0030】実施例7 原料としてα−Al2O3粉末とYb2O3粉末を83.7
/16.3mol%の割合で混合し、エタノール溶媒を
用いて湿式ボールミルによって混合し、得られたスラリ
ーからロータリーエヴァポレータを用いてエタノールを
除去した。得られた混合粉末をチャンバー内に設置され
たモリブデン坩堝に仕込み、10-5Torrの雰囲気圧
力に維持して、高周波コイルを用いて坩堝を1,850
〜1,950℃に加熱して混合粉末を溶解した。次に、
同一の雰囲気圧力下において坩堝を5mm/時間の速度
で降下し一方向凝固させ凝固体を得た。このようにして
得られた凝固体の凝固方向に垂直な断面組織の電子顕微
鏡写真を図10に示す。図10において、白い部分が3
Yb2O3・5Al2O3相で黒い部分がα−Al2O3相で
ある。この凝固体にはコロニーや粒界相がなく、さらに
気泡やボイドが存在しない均一な組織を有していること
が分かった。さらに、凝固方向に垂直な面のX線回折の
結果、α−Al2O3の特定の面からの回折ピークと3Y
b2O3・5Al2O3の特定の面からの回折ピークのみが
観察され、この凝固体はα−Al2O3単結晶と3Yb2
O3・5Al2O3単結晶の二つの相からなるセラミック
複合材料であることが分かった。この複合材料の機械的
強度を表1に示す。表1において、3点曲げ強度は大気
中の1,600℃において測定した値である。また、こ
の複合材料を1,700℃の大気中に50時間保持した
後の重量増は0.002g/cm3であった。Example 7 As raw materials, α-Al 2 O 3 powder and Yb 2 O 3 powder were used at 83.7.
The mixture was mixed at a ratio of /16.3 mol% and mixed by a wet ball mill using an ethanol solvent, and ethanol was removed from the obtained slurry using a rotary evaporator. The obtained mixed powder is charged into a molybdenum crucible placed in a chamber, and the crucible is maintained at 10 -5 Torr atmospheric pressure, and the crucible is heated to 1,850 using a high frequency coil.
To 950 ° C. to dissolve the mixed powder. next,
Under the same atmospheric pressure, the crucible was lowered at a speed of 5 mm / hour to unidirectionally solidify to obtain a solidified body. FIG. 10 shows an electron micrograph of a cross-sectional structure perpendicular to the solidification direction of the solidified body thus obtained. In FIG. 10, the white part is 3
The black portion in the Yb 2 O 3 .5Al 2 O 3 phase is the α-Al 2 O 3 phase. It was found that this coagulated body had no colony or grain boundary phase and had a uniform structure free of bubbles and voids. Furthermore, as a result of X-ray diffraction on a plane perpendicular to the solidification direction, a diffraction peak from a specific plane of α-Al 2 O 3 and 3Y
Only diffraction peaks from a specific plane of b 2 O 3 .5Al 2 O 3 were observed, and this solidified body was α-Al 2 O 3 single crystal and 3Yb 2
O 3 · 5Al 2 O 3 was found to be ceramic composites consisting of two phases of single crystal. The mechanical strength of this composite material is shown in Table 1. In Table 1, the three-point bending strength is a value measured at 1,600 ° C. in the atmosphere. The weight gain of the composite material after being kept in the atmosphere at 1,700 ° C. for 50 hours was 0.002 g / cm 3 .
【0031】実施例8 原料としてα−Al2O3粉末とLa2O3粉末を77.5
/22.5mol%の割合で混合し、エタノール溶媒を
用いて湿式ボールミルによって混合し、得られたスラリ
ーからロータリーエヴァポレータを用いてエタノールを
除去した。得られた混合粉末をチャンバー内に設置され
たモリブデン坩堝に仕込み、10-5Torrの雰囲気圧
力に維持して、高周波コイルを用いて坩堝を1,800
〜1,900℃に加熱して混合粉末を溶解した。次に、
同一の雰囲気圧力下において坩堝を50mm/時間の速
度で降下し一方向凝固させ凝固体を得た。このようにし
て得られた凝固体の凝固方向に垂直な断面組織の電子顕
微鏡写真を図11に示す。図11において、白い部分が
LaAlO3相で黒い部分がα−Al2O3相である。こ
の凝固体にはコロニーや粒界相がなく、さらに気泡やボ
イドが存在しない均一な組織を有していることが分かっ
た。さらに、凝固方向に垂直な面のX線回折の結果、α
−Al2O3及びLaAlO3いずれもの複数の回折ピー
クが観察され、この凝固体はα−Al2O3多結晶とLa
AlO3多結晶の二つの相からなり、α−Al2O3相中
に繊維状のLaAlO3相が均一に分散したセラミック
複合材料であることが分かった。この複合材料の機械的
強度を表1に示す。表1において、3点曲げ強度は大気
中の1,600℃において測定した値である。また、こ
の複合材料を1,600℃の大気中に50時間保持した
後の重量増は0.002g/cm3であった。Example 8 77.5 as raw materials were α-Al 2 O 3 powder and La 2 O 3 powder.
/22.5 mol% and were mixed by a wet ball mill using an ethanol solvent, and ethanol was removed from the obtained slurry using a rotary evaporator. The obtained mixed powder was charged into a molybdenum crucible installed in the chamber, the atmospheric pressure was maintained at 10 −5 Torr, and the crucible was heated to 1,800 using a high frequency coil.
The mixed powder was melted by heating to ˜1,900 ° C. next,
Under the same atmospheric pressure, the crucible was lowered at a speed of 50 mm / hour to unidirectionally solidify to obtain a solidified body. FIG. 11 shows an electron micrograph of a cross-sectional structure perpendicular to the solidification direction of the solidified body thus obtained. In FIG. 11, the white portion is the LaAlO 3 phase and the black portion is the α-Al 2 O 3 phase. It was found that this coagulated body had no colony or grain boundary phase and had a uniform structure free of bubbles and voids. Further, as a result of X-ray diffraction of a plane perpendicular to the solidification direction, α
A plurality of diffraction peaks of both -Al 2 O 3 and LaAlO 3 were observed, and this solidified body showed α-Al 2 O 3 polycrystal and La
It has been found that the ceramic composite material is composed of two phases of AlO 3 polycrystal, and the fibrous LaAlO 3 phase is uniformly dispersed in the α-Al 2 O 3 phase. The mechanical strength of this composite material is shown in Table 1. In Table 1, the three-point bending strength is a value measured at 1,600 ° C. in the atmosphere. The weight gain of the composite material after being kept in the atmosphere at 1,600 ° C. for 50 hours was 0.002 g / cm 3 .
【0032】実施例9 原料としてα−Al2O3粉末とNd2O3粉末を80.3
/19.7mol%の割合で混合し、エタノール溶媒を
用いて湿式ボールミルによって混合し、得られたスラリ
ーからロータリーエヴァポレータを用いてエタノールを
除去した。得られた混合粉末をチャンバー内に設置され
たモリブデン坩堝に仕込み、10-5Torrの雰囲気圧
力に維持して、高周波コイルを用いて坩堝を1,850
〜1,950℃に加熱して混合粉末を溶解した。次に、
同一の雰囲気圧力下において坩堝を20mm/時間の速
度で降下し一方向凝固させ凝固体を得た。このようにし
て得られた凝固体の凝固方向に垂直な断面組織の光学顕
微鏡写真を図12に示す。図12において、白い部分が
NdAl11O18相で黒い部分がAlNdO3相でいずれ
も複合酸化物である。この凝固体にはコロニーや粒界相
がなく、さらに気泡やボイドが存在しない均一な組織を
有していることが分かった。さらに、凝固方向に垂直な
面のX線回折の結果、NdAl11O18の特定の面からの
回折ピークとAlNdO3の複数の回折ピークが観察さ
れ、この凝固体はNdAl11O18単結晶とAlNdO3
多結晶の二つの相からなるセラミック複合材料であるこ
とが分かった。この複合材料の機械的強度を表1に示
す。表1において、3点曲げ強度は大気中の1,700
℃において測定した値である。Example 9 80.3 of α-Al 2 O 3 powder and Nd 2 O 3 powder were used as raw materials.
/19.7 mol% and were mixed by a wet ball mill using an ethanol solvent, and ethanol was removed from the obtained slurry using a rotary evaporator. The obtained mixed powder is charged into a molybdenum crucible placed in a chamber, and the crucible is maintained at 10 -5 Torr atmospheric pressure, and the crucible is heated to 1,850 using a high frequency coil.
To 950 ° C. to dissolve the mixed powder. next,
Under the same atmospheric pressure, the crucible was lowered at a speed of 20 mm / hour to unidirectionally solidify to obtain a solidified body. FIG. 12 shows an optical micrograph of a cross-sectional structure perpendicular to the solidification direction of the solidified body thus obtained. In FIG. 12, the white part is the NdAl 11 O 18 phase and the black part is the AlNdO 3 phase, both of which are complex oxides. It was found that this coagulated body had no colony or grain boundary phase and had a uniform structure free of bubbles and voids. Further, as a result of X-ray diffraction of a plane perpendicular to the solidification direction, diffraction peaks from a specific plane of NdAl 11 O 18 and plural diffraction peaks of AlNdO 3 were observed, and this solidified body was identified as NdAl 11 O 18 single crystal. AlNdO 3
It was found to be a ceramic composite composed of two polycrystalline phases. The mechanical strength of this composite material is shown in Table 1. In Table 1, the three-point bending strength is 1,700 in the atmosphere.
It is a value measured at ° C.
【0033】実施例10 原料としてα−Al2O3粉末とNd2O3粉末を80.3
/19.7mol%の割合で混合し、エタノール溶媒を
用いて湿式ボールミルによって混合し、得られたスラリ
ーからロータリーエヴァポレータを用いてエタノールを
除去した。得られた混合粉末をチャンバー内に設置され
たモリブデン坩堝に仕込み、10-5Torrの雰囲気圧
力に維持して、高周波コイルを用いて坩堝を1,850
〜1,950℃に加熱して混合粉末を溶解した。次に、
同一の雰囲気圧力下において坩堝を50mm/時間の速
度で降下し一方向凝固させ凝固体を得た。このようにし
て得られた凝固体の凝固方向に垂直な断面組織の光学顕
微鏡写真を図13に示す。図13において、白い部分が
NdAl11O18相で黒い部分がAlNdO3相でいずれ
も複合酸化物である。この凝固体にはコロニーや粒界相
がなく、さらに気泡やボイドが存在しない均一な組織を
有していることが分かった。さらに、凝固方向に垂直な
面のX線回折の結果、NdAl11O18の複数の面からの
回折ピークとAlNdO3の複数の回折ピークが観察さ
れ、この凝固体はNdAl11O18多結晶とAlNdO3
多結晶の二つの相からなり、AlNdO3相中に繊維状
のNdAl11O18相が均一に分散したセラミック複合材
料であることが分かった。この複合材料の機械的強度を
表1に示す。表1において、3点曲げ強度は大気中の
1,700℃において測定した値である。Example 10 80.3 of α-Al 2 O 3 powder and Nd 2 O 3 powder were used as raw materials.
/19.7 mol% and were mixed by a wet ball mill using an ethanol solvent, and ethanol was removed from the obtained slurry using a rotary evaporator. The obtained mixed powder is charged into a molybdenum crucible placed in a chamber, and the crucible is maintained at 10 -5 Torr atmospheric pressure, and the crucible is heated to 1,850 using a high frequency coil.
To 950 ° C. to dissolve the mixed powder. next,
Under the same atmospheric pressure, the crucible was lowered at a speed of 50 mm / hour to unidirectionally solidify to obtain a solidified body. FIG. 13 shows an optical micrograph of the cross-sectional structure perpendicular to the solidification direction of the solidified body thus obtained. In FIG. 13, the white portion is the NdAl 11 O 18 phase and the black portion is the AlNdO 3 phase, both of which are complex oxides. It was found that this coagulated body had no colony or grain boundary phase and had a uniform structure free of bubbles and voids. Further, as a result of X-ray diffraction of a plane perpendicular to the solidification direction, diffraction peaks from a plurality of planes of NdAl 11 O 18 and a plurality of diffraction peaks of AlNdO 3 were observed, and this solidified body was identified as NdAl 11 O 18 polycrystal. AlNdO 3
It was found to be a ceramic composite material composed of two polycrystalline phases, in which the fibrous NdAl 11 O 18 phase was uniformly dispersed in the AlNdO 3 phase. The mechanical strength of this composite material is shown in Table 1. In Table 1, the three-point bending strength is a value measured at 1,700 ° C. in the atmosphere.
【0034】実施例11 原料としてα−Al2O3粉末とEu2O3粉末を71.7
/28.3mol%の割合で混合し、エタノール溶媒を
用いて湿式ボールミルによって混合し、得られたスラリ
ーからロータリーエヴァポレータを用いてエタノールを
除去した。得られた混合粉末をチャンバー内に設置され
たモリブデン坩堝に仕込み、10-5Torrの雰囲気圧
力に維持して、高周波コイルを用いて坩堝を1,750
〜1,850℃に加熱して混合粉末を溶解した。次に、
同一の雰囲気圧力下において坩堝を20mm/時間の速
度で降下し一方向凝固させ凝固体を得た。このようにし
て得られた凝固体の凝固方向に垂直な断面組織の電子顕
微鏡写真を図14に示す。図14において、白い部分が
AlEuO3相で黒い部分がEuAl11O18相でいずれ
も複合酸化物である。この凝固体にはコロニーや粒界相
がなく、さらに気泡やボイドが存在しない均一な組織を
有していることが分かった。さらに、凝固方向に垂直な
面のX線回折の結果、AlEuO3の特定の面からの回
折ピークとEuAl11O18の複数の回折ピークが観察さ
れ、この凝固体はAlEuO3単結晶とEuAl11O18
多結晶の二つの相からなるセラミック複合材料であるこ
とが分かった。この複合材料の機械的強度を表1に示
す。表1において、3点曲げ強度は大気中の1,600
℃において測定した値である。Example 11 71.7 α-Al 2 O 3 powder and Eu 2 O 3 powder were used as raw materials.
/28.3 mol% and were mixed by a wet ball mill using an ethanol solvent, and ethanol was removed from the obtained slurry using a rotary evaporator. The obtained mixed powder was charged into a molybdenum crucible installed in the chamber, the atmospheric pressure was maintained at 10 −5 Torr, and the crucible was heated to 1,750 using a high frequency coil.
The mixed powder was melted by heating to ˜1,850 ° C. next,
Under the same atmospheric pressure, the crucible was lowered at a speed of 20 mm / hour to unidirectionally solidify to obtain a solidified body. FIG. 14 shows an electron micrograph of a cross-sectional structure perpendicular to the solidification direction of the solidified body thus obtained. In FIG. 14, the white portion is the AlEuO 3 phase and the black portion is the EuAl 11 O 18 phase, both of which are complex oxides. It was found that this coagulated body had no colony or grain boundary phase and had a uniform structure free of bubbles and voids. Further, as a result of X-ray diffraction on a plane perpendicular to the solidification direction, diffraction peaks from a specific plane of AlEuO 3 and multiple diffraction peaks of EuAl 11 O 18 were observed, and this solidified body was formed of AlEuO 3 single crystal and EuAl 11 O 18
It was found to be a ceramic composite composed of two polycrystalline phases. The mechanical strength of this composite material is shown in Table 1. In Table 1, the three-point bending strength is 1,600 in the atmosphere.
It is a value measured at ° C.
【0035】実施例12 原料としてα−Al2O3粉末とPr6O11粉末を78.
8/21.2mol%の割合で混合し、エタノール溶媒
を用いて湿式ボールミルによって混合し、得られたスラ
リーからロータリーエヴァポレータを用いてエタノール
を除去した。得られた混合粉末をチャンバー内に設置さ
れたモリブデン坩堝に仕込み、10-5Torrの雰囲気
圧力に維持して、高周波コイルを用いて坩堝を1,90
0〜1,950℃に加熱して混合粉末を溶解した。次
に、同一の雰囲気圧力下において坩堝を20mm/時間
の速度で降下し一方向凝固させ凝固体を得た。このよう
にして得られた凝固体の凝固方向に垂直な断面組織の電
子顕微鏡写真を図15に示す。図15において、白い部
分がPrAlO3相で黒い部分がPrAl11O18相でい
ずれも複合酸化物である。この凝固体にはコロニーや粒
界相がなく、さらに気泡やボイドが存在しない均一な組
織を有していることが分かった。さらに、凝固方向に垂
直な面のX線回折の結果、PrAl11O18の特定の面か
らの回折ピークとPrAlO3の複数の回折ピークが観
察され、この凝固体はPrAl11O18単結晶とPrAl
O3多結晶の二つの相からなるセラミック複合材料であ
ることが分かった。この複合材料の機械的強度を表1に
示す。表1において、3点曲げ強度は大気中の1,60
0℃において測定した値である。Example 12 78% of α-Al 2 O 3 powder and Pr 6 O 11 powder were used as raw materials.
The mixture was mixed at a ratio of 8 / 21.2 mol%, mixed by a wet ball mill using an ethanol solvent, and ethanol was removed from the obtained slurry using a rotary evaporator. The obtained mixed powder was charged into a molybdenum crucible installed in the chamber, the atmospheric pressure was maintained at 10 −5 Torr, and the crucible was heated to 1,90 by using a high frequency coil.
It heated at 0-1950 degreeC and melt | dissolved the mixed powder. Next, under the same atmospheric pressure, the crucible was lowered at a speed of 20 mm / hour to unidirectionally solidify to obtain a solidified body. FIG. 15 shows an electron micrograph of a cross-sectional structure perpendicular to the solidification direction of the solidified body thus obtained. In FIG. 15, the white portion is the PrAlO 3 phase and the black portion is the PrAl 11 O 18 phase, both of which are complex oxides. It was found that this coagulated body had no colony or grain boundary phase and had a uniform structure free of bubbles and voids. Further, as a result of X-ray diffraction of a plane perpendicular to the solidification direction, diffraction peaks from a specific plane of PrAl 11 O 18 and plural diffraction peaks of PrAlO 3 were observed, and this solidified body was identified as a PrAl 11 O 18 single crystal. PrAl
It was found to be a ceramic composite material composed of two phases of O 3 polycrystal. The mechanical strength of this composite material is shown in Table 1. In Table 1, the three-point bending strength is 1,60 in the atmosphere.
It is a value measured at 0 ° C.
【0036】[0036]
【表1】 [Table 1]
【0037】[0037]
【表2】 [Table 2]
【図1】図1は実施例1で得られた複合材料の粒子構造
を示す図面に代える電子顕微鏡写真である。FIG. 1 is an electron micrograph showing a particle structure of a composite material obtained in Example 1 in place of a drawing.
【図2】図2は実施例2で得られた複合材料の粒子構造
を示す図面に代える電子顕微鏡写真である。FIG. 2 is an electron micrograph as a substitute for a drawing, which shows the particle structure of the composite material obtained in Example 2.
【図3】図3は実施例3で得られた複合材料の粒子構造
を示す図面に代える電子顕微鏡写真である。FIG. 3 is an electron micrograph as a substitute for a drawing, which shows the particle structure of the composite material obtained in Example 3.
【図4】図4は実施例3で得られた複合材料の粒子構造
を示す図面に代える電子顕微鏡写真である。FIG. 4 is an electron micrograph, which is a drawing and shows the particle structure of the composite material obtained in Example 3.
【図5】図5は比較例1で得られた複合材料の粒子構造
を示す図面に代える電子顕微鏡写真である。FIG. 5 is an electron micrograph as a substitute for a drawing, which shows the particle structure of the composite material obtained in Comparative Example 1.
【図6】図6は実施例4で得られた複合材料の粒子構造
を示す図面に代える光学顕微鏡写真である。FIG. 6 is an optical micrograph as a substitute for a drawing, which shows the particle structure of the composite material obtained in Example 4.
【図7】図7は実施例5で得られた複合材料の粒子構造
を示す図面に代える光学顕微鏡写真である。FIG. 7 is an optical micrograph as a substitute for a drawing, which shows the particle structure of the composite material obtained in Example 5.
【図8】図8は比較例2で得られた複合材料の粒子構造
を示す図面に代える電子顕微鏡写真である。FIG. 8 is an electron micrograph as a substitute for a drawing, which shows the particle structure of the composite material obtained in Comparative Example 2.
【図9】図9は実施例6で得られた複合材料の粒子構造
を示す図面に代える電子顕微鏡写真である。FIG. 9 is an electron micrograph as a substitute for a drawing, which shows the particle structure of the composite material obtained in Example 6.
【図10】図10は実施例7で得られた複合材料の粒子
構造を示す図面に代える電子顕微鏡写真である。FIG. 10 is an electron micrograph as a substitute for a drawing, which shows the particle structure of the composite material obtained in Example 7.
【図11】図11は実施例8で得られた複合材料の粒子
構造を示す図面に代える電子顕微鏡写真である。FIG. 11 is an electron micrograph as a substitute for a drawing, which shows the particle structure of the composite material obtained in Example 8.
【図12】図12は実施例9で得られた複合材料の粒子
構造を示す図面に代える光学顕微鏡写真である。FIG. 12 is an optical micrograph as a substitute for a drawing, which shows the particle structure of the composite material obtained in Example 9.
【図13】図13は実施例10で得られた複合材料の粒
子構造を示す図面に代える光学顕微鏡写真である。FIG. 13 is an optical micrograph as a substitute for a drawing, which shows the particle structure of the composite material obtained in Example 10.
【図14】図14は実施例11で得られた複合材料の粒
子構造を示す図面に代える光学顕微鏡写真である。FIG. 14 is an optical micrograph as a substitute for a drawing, which shows the particle structure of the composite material obtained in Example 11.
【図15】図15は実施例12で得られた複合材料の粒
子構造を示す図面に代える光学顕微鏡写真である。FIG. 15 is an optical micrograph as a substitute for a drawing, which shows the particle structure of the composite material obtained in Example 12.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平7−177985 (32)優先日 平7(1995)6月22日 (33)優先権主張国 日本(JP) (72)発明者 大坪 英樹 山口県宇部市大字小串1978番地の5 宇部 興産株式会社宇部研究所内 (72)発明者 清水 和敏 山口県宇部市大字小串1978番地の5 宇部 興産株式会社宇部研究所内 (72)発明者 神徳 泰彦 山口県宇部市大字小串1978番地の5 宇部 興産株式会社宇部研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 7-177985 (32) Priority date Hei 7 (1995) June 22 (33) Priority claim country Japan (JP) (72) Inventor Otsubo Hideki 5 1978, Kobe, Oji, Ube, Yamaguchi Prefecture, Ube Research Co., Ltd., Ube Laboratory (72) Inventor, Kazutoshi Shimizu 5 1978, Kogeshi, Ube, Yamaguchi Prefecture, Ube Laboratory, Ube Research Co., Ltd. (72) Inventor Shintoku Yasuhiko 5 Ube City, Ube, Yamaguchi Prefecture 5 1978, Kobugushi 5 Ube Kosan Co., Ltd. Ube Laboratory
Claims (7)
から生成される複合酸化物とからなる群から選ばれる2
種以上の酸化物から構成されている凝固体であって、構
成相が酸化アルミニウム(Al2O3)又は希土類元素酸
化物(La2O3、Y2O3、CeO2、Pr6O11、Nd2
O3、Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3、Tb4O7、Dy2
O3、Ho2O3、Er2O3、Tm2O3、Yb2O3、Lu2
O3)と、酸化アルミニウムと希土類元素酸化物から生
成される複合酸化物とからなる群から選ばれる2種以上
の酸化物から構成されていることを特徴とするセラミッ
クス複合材料(ただし、構成相が、Al2O3とY3Al5
O12(YAG)である場合を除く。)。1. A compound selected from the group consisting of metal oxides and complex oxides formed from two or more metal oxides.
A solidified body composed of one or more kinds of oxides, the constituent phase of which is aluminum oxide (Al 2 O 3 ) or rare earth element oxides (La 2 O 3 , Y 2 O 3 , CeO 2 , Pr 6 O 11 , Nd 2
O 3 , Sm 2 O 3 , Eu 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Tb 4 O 7 , Dy 2
O 3, Ho 2 O 3, Er 2 O 3, Tm 2 O 3, Yb 2 O 3, Lu 2
O 3 ) and two or more kinds of oxides selected from the group consisting of aluminum oxides and composite oxides formed from rare earth element oxides (however, constituent phases) But Al 2 O 3 and Y 3 Al 5
Except when it is O 12 (YAG). ).
とを特徴とする請求項1記載のセラミックス複合材料。2. The ceramic composite material according to claim 1, wherein the solidified body has no colonies or pores.
が、単結晶から構成されていることを特徴とする請求項
1記載のセラミックス複合材料。3. The ceramic composite material according to claim 1, wherein the oxide composing the ceramic composite material is composed of a single crystal.
の少なくとも一種が単結晶から構成されていることを特
徴とする請求項1記載のセラミックス複合材料。4. The ceramic composite material according to claim 1, wherein at least one of the oxides composing the ceramic composite material is composed of a single crystal.
が、多結晶から構成されていることを特徴とする請求項
1記載のセラミックス複合材料。5. The ceramic composite material according to claim 1, wherein the oxide composing the ceramic composite material is composed of polycrystal.
の少なくとも一種がペロブスカイト構造を有する酸化物
であることを特徴とする請求項1記載のセラミック複合
材料。6. The ceramic composite material according to claim 1, wherein at least one of the oxides constituting the ceramic composite material is an oxide having a perovskite structure.
の少なくとも一種がガーネット構造を有する酸化物であ
ることを特徴とする請求項1記載のセラミック複合材
料。7. The ceramic composite material according to claim 1, wherein at least one of the oxides constituting the ceramic composite material is an oxide having a garnet structure.
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JP17798595 | 1995-06-22 | ||
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