JPH10194823A - ＭｇＯ複合セラミックス及びその製造方法 - Google Patents
ＭｇＯ複合セラミックス及びその製造方法Info
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- JPH10194823A JPH10194823A JP9001394A JP139497A JPH10194823A JP H10194823 A JPH10194823 A JP H10194823A JP 9001394 A JP9001394 A JP 9001394A JP 139497 A JP139497 A JP 139497A JP H10194823 A JPH10194823 A JP H10194823A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 特殊な組織構造を有し、高性能で高機能性を
有したＭｇＯ複合セラミックスを提供する。 【解決手段】 粒子径０．５〜１００μｍの結晶粒子を
有するＭｇＯマトリックスの結晶粒内及び粒界に、粒子
径１．０μｍ以下のＬａ粒子１〜２０体積％を分散させ
たＭｇＯ複合セラミックス。ＭｇＯとＬａ硝酸塩又は炭
酸塩とを混合して減圧加熱乾燥した後、乾燥混合し、成
形して１４００℃以上の温度で焼結する。 【効果】 セラミックスの最小構成単位である結晶粒の
複合化で、ＭｇＯセラミックスの物理的性質の改善を図
る。ＭｇＯセラミックスの破壊靭性、耐熱衝撃性、 げ
強度等の機械的特性が著しく改善され、各種構造セラミ
ックス材料又は機能 ラミックス材料として有用な高特
性ＭｇＯ複合セラミックスが提供される。
有したＭｇＯ複合セラミックスを提供する。 【解決手段】 粒子径０．５〜１００μｍの結晶粒子を
有するＭｇＯマトリックスの結晶粒内及び粒界に、粒子
径１．０μｍ以下のＬａ粒子１〜２０体積％を分散させ
たＭｇＯ複合セラミックス。ＭｇＯとＬａ硝酸塩又は炭
酸塩とを混合して減圧加熱乾燥した後、乾燥混合し、成
形して１４００℃以上の温度で焼結する。 【効果】 セラミックスの最小構成単位である結晶粒の
複合化で、ＭｇＯセラミックスの物理的性質の改善を図
る。ＭｇＯセラミックスの破壊靭性、耐熱衝撃性、 げ
強度等の機械的特性が著しく改善され、各種構造セラミ
ックス材料又は機能 ラミックス材料として有用な高特
性ＭｇＯ複合セラミックスが提供される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特殊構造のＭｇＯ
複合セラミックス及びその製造方法に関する。詳しく
は、特殊な組織構造を有し、高性能で高機能性を有した
ＭｇＯ複合セラミックス及びその製造方法に関する。
複合セラミックス及びその製造方法に関する。詳しく
は、特殊な組織構造を有し、高性能で高機能性を有した
ＭｇＯ複合セラミックス及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＭｇＯは優れた耐熱性、耐食性、電気絶
縁性を有するが、強度、破壊靭性値、耐熱衝撃性に乏し
く、構造材料として使用するには不十分である。また、
ターゲットなどの成膜材料としては、絶縁性が評価のポ
イントとなる場合があり、焼結体の密度、純度、組織構
造（粒界、粒内）が影響する。
縁性を有するが、強度、破壊靭性値、耐熱衝撃性に乏し
く、構造材料として使用するには不十分である。また、
ターゲットなどの成膜材料としては、絶縁性が評価のポ
イントとなる場合があり、焼結体の密度、純度、組織構
造（粒界、粒内）が影響する。
【０００３】そこで、従来、ＭｇＯやＡｌ2 Ｏ3 などの
酸化物セラミックスの物理的性質（強度、破壊靭性値
等）の欠点を、分散粒子の複合化により改善しようとす
る研究がなされてきた。しかしながら、それらの研究の
多くはミクロンレベルの複合化が中心であり、その特性
改善には限界があった。これらの研究では、分散粒子の
複合化に伴う破壊靭性の向上は、当該分散粒子がマトリ
ックスの粒界に偏在するために生じるクラック偏向に起
因していると報告されている。
酸化物セラミックスの物理的性質（強度、破壊靭性値
等）の欠点を、分散粒子の複合化により改善しようとす
る研究がなされてきた。しかしながら、それらの研究の
多くはミクロンレベルの複合化が中心であり、その特性
改善には限界があった。これらの研究では、分散粒子の
複合化に伴う破壊靭性の向上は、当該分散粒子がマトリ
ックスの粒界に偏在するために生じるクラック偏向に起
因していると報告されている。
【０００４】なお、アルミナのようなセラミックス焼結
体は、異方性粒子でマトリックスが形成されており、そ
の粒子境界で隣接粒子の熱膨張差により歪みが発生し、
このために、粒界が破壊源となり、強度低下の原因とな
ることは周知である。
体は、異方性粒子でマトリックスが形成されており、そ
の粒子境界で隣接粒子の熱膨張差により歪みが発生し、
このために、粒界が破壊源となり、強度低下の原因とな
ることは周知である。
【０００５】このように、マトリックスの粒界に粒子を
分散した場合、クラックの進展が阻止され、このため、
破壊靭性の向上が期待される。
分散した場合、クラックの進展が阻止され、このため、
破壊靭性の向上が期待される。
【０００６】しかし、このような従来の複合化では、破
壊の発生源である粒界の欠陥は改善されず、その欠点は
残存しているため、破壊強度等の大きな向上は望めなか
った。
壊の発生源である粒界の欠陥は改善されず、その欠点は
残存しているため、破壊強度等の大きな向上は望めなか
った。
【０００７】なお、特開平１−１８８４５４号公報で報
告されているように、Ａｌ2 Ｏ3 マトリックス中に熱膨
張係数が２倍小さいＳｉＣを分散させることにより、上
記の問題を改善する試みがなされているが、この場合
は、マトリックスと分散粒子の熱膨張係数の差に起因し
て分散粒子の周囲や内部に発生する応力が１０００〜１
８００ＭＰａに達するものとなる。この応力が大きくな
ると、マトリックスと分散粒子の界面に亀裂が走り、破
壊強度や破壊靭性などの大幅な向上は望めず、従って、
これを防ぐためには、Ａｌ2 Ｏ3 ／ＳｉＣ複合系の場
合、非常に細かいＳｉＣ粒子しか分散させることができ
ない。しかも、この場合でも、強度は向上するが、破壊
靭性や高温強度の向上は望めない。
告されているように、Ａｌ2 Ｏ3 マトリックス中に熱膨
張係数が２倍小さいＳｉＣを分散させることにより、上
記の問題を改善する試みがなされているが、この場合
は、マトリックスと分散粒子の熱膨張係数の差に起因し
て分散粒子の周囲や内部に発生する応力が１０００〜１
８００ＭＰａに達するものとなる。この応力が大きくな
ると、マトリックスと分散粒子の界面に亀裂が走り、破
壊強度や破壊靭性などの大幅な向上は望めず、従って、
これを防ぐためには、Ａｌ2 Ｏ3 ／ＳｉＣ複合系の場
合、非常に細かいＳｉＣ粒子しか分散させることができ
ない。しかも、この場合でも、強度は向上するが、破壊
靭性や高温強度の向上は望めない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
問題点を解決し、ＭｇＯマトリックス中に、分散粒子を
複合化することにより、ＭｇＯの特性を改善し、構造セ
ラミックス及び機能セラミックスとして高性能の複合セ
ラミックスを提供することを目的とする。即ち、本発明
は、通常の耐熱材料、電子セラミックス材料において
は、それほど結晶を成長させなくても、耐熱衝撃性が得
られ、また、使用時の破壊特性が著しく改善されるＭｇ
Ｏ複合セラミックス及びその製造方法を提供することを
目的とする。
問題点を解決し、ＭｇＯマトリックス中に、分散粒子を
複合化することにより、ＭｇＯの特性を改善し、構造セ
ラミックス及び機能セラミックスとして高性能の複合セ
ラミックスを提供することを目的とする。即ち、本発明
は、通常の耐熱材料、電子セラミックス材料において
は、それほど結晶を成長させなくても、耐熱衝撃性が得
られ、また、使用時の破壊特性が著しく改善されるＭｇ
Ｏ複合セラミックス及びその製造方法を提供することを
目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のＭｇＯ複合セラ
ミックスは、粒子径０．５〜１００μｍの結晶粒子を有
するＭｇＯマトリックスの結晶粒内及び粒界に、粒子径
１．０μｍ以下のＬａ粒子を１〜２０体積％分散させた
ことを特徴とする。
ミックスは、粒子径０．５〜１００μｍの結晶粒子を有
するＭｇＯマトリックスの結晶粒内及び粒界に、粒子径
１．０μｍ以下のＬａ粒子を１〜２０体積％分散させた
ことを特徴とする。
【００１０】本発明のＭｇＯ複合セラミックスは、Ｍｇ
Ｏマトリックス中にＬａ微粒子を分散させるという、ナ
ノメーター・オーダーの複合化、即ち、セラミックスの
最小構成単位である結晶粒の複合化を行うことにより、
下記〜の作用効果で、ＭｇＯセラミックスの物理的
性質の改善を図るものである。
Ｏマトリックス中にＬａ微粒子を分散させるという、ナ
ノメーター・オーダーの複合化、即ち、セラミックスの
最小構成単位である結晶粒の複合化を行うことにより、
下記〜の作用効果で、ＭｇＯセラミックスの物理的
性質の改善を図るものである。
【００１１】 マトリックスと分散粒子の熱膨張係数
の差が大きいと、その組み合わせによっては、前述した
Ａｌ2 Ｏ3 ／ＳｉＣの場合のように、マトリックスと分
散相の熱膨張係数の差に起因して分散粒子の周囲や内部
に発生する応力が大きくなり、マトリックスと分散粒子
の界面に亀裂が走り、強度の向上は望めない。従って、
これを防ぐには、非常に小さい粒子しか分散させられな
い。これに対して、ＭｇＯ／Ｌａ複合系の場合は、熱膨
張係数の差は小さい上に、Ｌａが高温で軟らかくなるた
めに、高温ではその差はより少なくなり、１１００℃以
上ではほぼ同等の熱膨張率を示す。従って、界面に亀裂
を発生させない範囲で大きなＬａ粒子を分散させること
が可能で、そのために粒界を締め付けるトータルの領域
が大きくなり、その強度改善効果は大きくなる。
の差が大きいと、その組み合わせによっては、前述した
Ａｌ2 Ｏ3 ／ＳｉＣの場合のように、マトリックスと分
散相の熱膨張係数の差に起因して分散粒子の周囲や内部
に発生する応力が大きくなり、マトリックスと分散粒子
の界面に亀裂が走り、強度の向上は望めない。従って、
これを防ぐには、非常に小さい粒子しか分散させられな
い。これに対して、ＭｇＯ／Ｌａ複合系の場合は、熱膨
張係数の差は小さい上に、Ｌａが高温で軟らかくなるた
めに、高温ではその差はより少なくなり、１１００℃以
上ではほぼ同等の熱膨張率を示す。従って、界面に亀裂
を発生させない範囲で大きなＬａ粒子を分散させること
が可能で、そのために粒界を締め付けるトータルの領域
が大きくなり、その強度改善効果は大きくなる。
【００１２】 また、ＭｇＯとＬａの界面は不純物相
を介さず直接結合しており、整合性が高い。即ち、より
強い結合界面を形成している。この強い結合は、特に高
温での強度などの向上に有効な分散相による転位のピニ
ング効果を強くすると共に、強度の低下をもたらすキャ
ビティテーションの発生を著しく抑制する。従って、こ
の効果は特に高温の強度に関して顕著に現れる。
を介さず直接結合しており、整合性が高い。即ち、より
強い結合界面を形成している。この強い結合は、特に高
温での強度などの向上に有効な分散相による転位のピニ
ング効果を強くすると共に、強度の低下をもたらすキャ
ビティテーションの発生を著しく抑制する。従って、こ
の効果は特に高温の強度に関して顕著に現れる。
【００１３】 上記，と関連して、マトリックス
と分散粒子の界面強度が強いので、破壊靭性向上の主た
るメカニズムであるクラック先端がより効果的に分散相
によりディフレクトされることにより、破壊靭性の向上
が達成される。
と分散粒子の界面強度が強いので、破壊靭性向上の主た
るメカニズムであるクラック先端がより効果的に分散相
によりディフレクトされることにより、破壊靭性の向上
が達成される。
【００１４】なお、上記作用効果を得る点で、本発明に
おけるマトリックスＭｇＯは、焼結工程で厳密に焼結さ
れる必要があり、この粒子内に分散相のＬａが均一に分
散されることが必要である。本発明に係るＬａはこのよ
うな条件を十分に満たす、ＭｇＯマトリックスの分散粒
子として最適なものである。
おけるマトリックスＭｇＯは、焼結工程で厳密に焼結さ
れる必要があり、この粒子内に分散相のＬａが均一に分
散されることが必要である。本発明に係るＬａはこのよ
うな条件を十分に満たす、ＭｇＯマトリックスの分散粒
子として最適なものである。
【００１５】本発明において、分散粒子のＬａの出発原
料は、ランタン硝酸塩又は炭酸塩を用いる。
料は、ランタン硝酸塩又は炭酸塩を用いる。
【００１６】このような本発明のＭｇＯ複合セラミック
スは、ＭｇＯとランタン硝酸塩又は炭酸塩とを混合して
減圧加熱乾燥した後、乾式混合し、得られた混合粉末を
成形して１４００℃以上の温度で焼結する本発明のＭｇ
Ｏ複合セラミックスの製造方法により製造される。
スは、ＭｇＯとランタン硝酸塩又は炭酸塩とを混合して
減圧加熱乾燥した後、乾式混合し、得られた混合粉末を
成形して１４００℃以上の温度で焼結する本発明のＭｇ
Ｏ複合セラミックスの製造方法により製造される。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を詳細
に説明する。
に説明する。
【００１８】本発明のＭｇＯ複合セラミックスは、マト
リックスとしてＭｇＯを用い、分散粒子としてＬａ微粒
子を用いること、そして、焼結体のＭｇＯ結晶粒子径が
０．５〜１００μｍであり、分散粒子の粒子径が１μｍ
以下であり、その割合が１〜２０体積％であることが特
徴である。
リックスとしてＭｇＯを用い、分散粒子としてＬａ微粒
子を用いること、そして、焼結体のＭｇＯ結晶粒子径が
０．５〜１００μｍであり、分散粒子の粒子径が１μｍ
以下であり、その割合が１〜２０体積％であることが特
徴である。
【００１９】なお、本発明において、Ｌａ粒子の割合
は、ＭｇＯと分散粒子との合計に対する内割の割合であ
る。
は、ＭｇＯと分散粒子との合計に対する内割の割合であ
る。
【００２０】本発明の複合セラミックスのＭｇＯマトリ
ックスの結晶粒子の粒子径を０．５〜１００μｍとする
理由は、この範囲が、組織制御が可能で強度が大幅に高
くなるためであり、分散粒子の粒子径を１．０μｍ以下
にする理由は、ＭｇＯマトリックス結晶粒内に取り込ま
れるのに適した粒度範囲であるためである。
ックスの結晶粒子の粒子径を０．５〜１００μｍとする
理由は、この範囲が、組織制御が可能で強度が大幅に高
くなるためであり、分散粒子の粒子径を１．０μｍ以下
にする理由は、ＭｇＯマトリックス結晶粒内に取り込ま
れるのに適した粒度範囲であるためである。
【００２１】また、Ｌａの割合を１〜２０体積％とする
理由は、２０体積％を超えると、材料組織の制御が困難
となり、強度などの特性がバラツキ、材料の信頼性がな
くなることによる。Ｌａの割合が、１〜２０体積％の範
囲であれば、マトリックス中に分散粒子が均一に取り込
まれた組織が制御でき、特性も向上する。
理由は、２０体積％を超えると、材料組織の制御が困難
となり、強度などの特性がバラツキ、材料の信頼性がな
くなることによる。Ｌａの割合が、１〜２０体積％の範
囲であれば、マトリックス中に分散粒子が均一に取り込
まれた組織が制御でき、特性も向上する。
【００２２】このＬａの出発原料としては、ランタン硝
酸塩又は炭酸塩を用いる。
酸塩又は炭酸塩を用いる。
【００２３】このような本発明のＭｇＯ複合セラミック
スは、本発明の方法に従って、好ましくは、粒子径５μ
ｍ以下のＭｇＯ粉末とランタン硝酸塩又は炭酸塩とを湿
式混合し、これをロータリーエバポレーター等を用いて
減圧加熱乾燥した後、乾式混合し、得られた混合粉末を
所定形状に成形して１４００℃以下で焼結することによ
り製造される。なお、得られた混合粉末中のＬａ粒子の
粒径は１．０μｍ以下である。
スは、本発明の方法に従って、好ましくは、粒子径５μ
ｍ以下のＭｇＯ粉末とランタン硝酸塩又は炭酸塩とを湿
式混合し、これをロータリーエバポレーター等を用いて
減圧加熱乾燥した後、乾式混合し、得られた混合粉末を
所定形状に成形して１４００℃以下で焼結することによ
り製造される。なお、得られた混合粉末中のＬａ粒子の
粒径は１．０μｍ以下である。
【００２４】原料として用いるＭｇＯ粉末の粒子径を５
μｍ以下とする理由は、焼結し易いためであり、また原
料調製した混合粉末中のＬａの粒子径を１．０μｍ以下
とする理由は、粒子径が１μｍを超えるとマイクロクラ
ックが発生すること、粒子径１μｍ以下であればマトリ
ックス粒内に分散粒子が取り込まれ易いこと、そして、
残留応力がある限界以上になってもマイクロクラックが
発生しない範囲であること等である。
μｍ以下とする理由は、焼結し易いためであり、また原
料調製した混合粉末中のＬａの粒子径を１．０μｍ以下
とする理由は、粒子径が１μｍを超えるとマイクロクラ
ックが発生すること、粒子径１μｍ以下であればマトリ
ックス粒内に分散粒子が取り込まれ易いこと、そして、
残留応力がある限界以上になってもマイクロクラックが
発生しない範囲であること等である。
【００２５】なお、乾式混合に当っては、Ｌａの酸化を
防ぐために、容器内をアルゴンガス等の不活性ガスで置
換する。
防ぐために、容器内をアルゴンガス等の不活性ガスで置
換する。
【００２６】また、焼結は真空又は不活性雰囲気で常圧
焼結又はホットプレス焼結にて行うのが好ましい。常圧
焼結で行う場合には、成形体を１２５０〜１３５０℃で
一次焼成した後、１４５０℃以上で焼結する。本発明に
おいて、常圧焼結の焼結温度が１４５０℃未満であると
十分な緻密化が図れず、高特性の焼結体が得られない。
焼結又はホットプレス焼結にて行うのが好ましい。常圧
焼結で行う場合には、成形体を１２５０〜１３５０℃で
一次焼成した後、１４５０℃以上で焼結する。本発明に
おいて、常圧焼結の焼結温度が１４５０℃未満であると
十分な緻密化が図れず、高特性の焼結体が得られない。
【００２７】なお、常圧焼結の場合には、焼結に先立
ち、成形体を水素雰囲気中、７５０〜８５０℃で還元処
理するのが好ましい。
ち、成形体を水素雰囲気中、７５０〜８５０℃で還元処
理するのが好ましい。
【００２８】ホットプレス焼結では、混合粉末を黒鉛製
ダイスに充填し、アルゴン雰囲気中、１４００℃以上で
焼結する。
ダイスに充填し、アルゴン雰囲気中、１４００℃以上で
焼結する。
【００２９】本発明のＭｇＯ複合セラミックスは、耐熱
材料、耐食材料、電子セラミックス・ターゲット材料
等、各種高性能、高機能性セラミックス材料などに特に
好適である。
材料、耐食材料、電子セラミックス・ターゲット材料
等、各種高性能、高機能性セラミックス材料などに特に
好適である。
【００３０】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明を
より具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない
限り、以下の実施例に限定されるものではない。
より具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない
限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【００３１】実施例１〜９，比較例１〜３ ＭｇＯ粉末（赤穂化成社製３Ｎ、平均粒径０．２μｍ）
と、Ｌａ（ＮＯ3 ）3又はＬａ2 （ＣＯ3 ）3 ・２Ｈ2
Ｏ又はＬａ2 Ｏ3 とを表１記載の配合割合で、エタノー
ルを分散媒として、撹拌ミルで２時間湿式混合した（た
だし、比較例１ではＭｇＯ粉末のみ）。これをロータリ
ーエバポレーターを用いて減圧加熱乾燥した後、乾式混
合した。乾式混合では、Ｌａの酸化を防ぐために、容器
内をアルゴンガスで置換した。
と、Ｌａ（ＮＯ3 ）3又はＬａ2 （ＣＯ3 ）3 ・２Ｈ2
Ｏ又はＬａ2 Ｏ3 とを表１記載の配合割合で、エタノー
ルを分散媒として、撹拌ミルで２時間湿式混合した（た
だし、比較例１ではＭｇＯ粉末のみ）。これをロータリ
ーエバポレーターを用いて減圧加熱乾燥した後、乾式混
合した。乾式混合では、Ｌａの酸化を防ぐために、容器
内をアルゴンガスで置換した。
【００３２】実施例１〜４及び実施例８では、得られた
混合粉末を黒鉛ダイス（内径φ６０ｍｍ）に充填し、誘
導加熱式焼結炉（富士電波工業社製）にてアルゴン雰囲
気中でホットプレス焼結した。焼結条件は、１４５０℃
まで昇温させた後、１時間保持とし、プレス圧は３０Ｍ
Ｐａとした。
混合粉末を黒鉛ダイス（内径φ６０ｍｍ）に充填し、誘
導加熱式焼結炉（富士電波工業社製）にてアルゴン雰囲
気中でホットプレス焼結した。焼結条件は、１４５０℃
まで昇温させた後、１時間保持とし、プレス圧は３０Ｍ
Ｐａとした。
【００３３】また、実施例５〜７，９及び比較例１，２
では、前記のように調製した混合粉末を金型（内径φ６
０ｍｍで厚さ７ｍｍ）に充填し、７５ｋｇ／ｃｍ2 で一
軸加圧成形した後、１５００ｋｇ／ｃｍ2 でＣＩＰ成形
し、得られた成形体を焼結炉（富士電波工業社製）に入
れ、水素雰囲気中、８００℃で１時間還元処理した後、
アルゴン雰囲気中１３５０℃で１時間保持し、更に昇温
して１５５０℃で２時間常圧焼結した。
では、前記のように調製した混合粉末を金型（内径φ６
０ｍｍで厚さ７ｍｍ）に充填し、７５ｋｇ／ｃｍ2 で一
軸加圧成形した後、１５００ｋｇ／ｃｍ2 でＣＩＰ成形
し、得られた成形体を焼結炉（富士電波工業社製）に入
れ、水素雰囲気中、８００℃で１時間還元処理した後、
アルゴン雰囲気中１３５０℃で１時間保持し、更に昇温
して１５５０℃で２時間常圧焼結した。
【００３４】比較例３では還元処理を行わなかったこと
以外は、上記と同様にして常圧焼結した。
以外は、上記と同様にして常圧焼結した。
【００３５】得られたＭｇＯ焼結体は、切り出し、研削
・研摩加工して、ＪＩＳ Ｒ１６０１に準じた３×４×
４０ｍｍの３点曲げ試験片の大きさとし、密度、曲げ強
度、破壊靭性値を調べた。その結果を表１に示す。な
お、密度はトルエン中、アルキメデス法で測定した。曲
げ強度は３点曲げ試験により測定した。破壊靭性値は１
ｋｇ重、保持時間１０秒でＩＦ法により測定した。
・研摩加工して、ＪＩＳ Ｒ１６０１に準じた３×４×
４０ｍｍの３点曲げ試験片の大きさとし、密度、曲げ強
度、破壊靭性値を調べた。その結果を表１に示す。な
お、密度はトルエン中、アルキメデス法で測定した。曲
げ強度は３点曲げ試験により測定した。破壊靭性値は１
ｋｇ重、保持時間１０秒でＩＦ法により測定した。
【００３６】また、実施例３及び比較例１については、
高温強度も測定し、結果を表２に示した。
高温強度も測定し、結果を表２に示した。
【００３７】なお、実施例１〜９のものについて、結晶
組織をＳＥＭ観察により調べたところ、いずれも、粒子
径０．５〜１００μｍの結晶粒子を有するＭｇＯマトリ
ックスの結晶粒内及び粒界に、粒子径３００ｎｍ以下の
Ｌａの微粒子が均一に分散していた。
組織をＳＥＭ観察により調べたところ、いずれも、粒子
径０．５〜１００μｍの結晶粒子を有するＭｇＯマトリ
ックスの結晶粒内及び粒界に、粒子径３００ｎｍ以下の
Ｌａの微粒子が均一に分散していた。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】
【００４０】表１，２より明らかなように、本発明のＭ
ｇＯ複合セラミックスは、Ｌａ粒子がＭｇＯ結晶粒内及
び粒界に分散した組織を有しており、曲げ強度は単相材
料の約２倍、破壊靭性値は約３倍まで向上し、特に高温
強度は著しく改善されている。また、高密度で特性のバ
ラツキも少ない。しかも、本発明では、このような高性
能なＭｇＯ複合セラミックスを、ホットプレス焼結だけ
でなく、常圧焼結でも安価に製造することができる。
ｇＯ複合セラミックスは、Ｌａ粒子がＭｇＯ結晶粒内及
び粒界に分散した組織を有しており、曲げ強度は単相材
料の約２倍、破壊靭性値は約３倍まで向上し、特に高温
強度は著しく改善されている。また、高密度で特性のバ
ラツキも少ない。しかも、本発明では、このような高性
能なＭｇＯ複合セラミックスを、ホットプレス焼結だけ
でなく、常圧焼結でも安価に製造することができる。
【００４１】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明のＭｇＯ複合
セラミックス及びその製造方法によれば、ＭｇＯセラミ
ックスの破壊靭性、耐熱衝撃性、曲げ強度等の機械的特
性が著しく改善され、各種構造セラミックス材料又は機
能セラミックス材料として有用な高特性ＭｇＯ複合セラ
ミックスが提供される。
セラミックス及びその製造方法によれば、ＭｇＯセラミ
ックスの破壊靭性、耐熱衝撃性、曲げ強度等の機械的特
性が著しく改善され、各種構造セラミックス材料又は機
能セラミックス材料として有用な高特性ＭｇＯ複合セラ
ミックスが提供される。
Claims (3)
- 【請求項１】 粒子径０．５〜１００μｍの結晶粒子を
有するＭｇＯマトリックスの結晶粒内及び粒界に、粒子
径１．０μｍ以下のＬａ粒子を１〜２０体積％分散させ
たことを特徴とするＭｇＯ複合セラミックス。 - 【請求項２】 請求項１に記載のセラミックスにおい
て、Ｌａの出発原料は、ランタン硝酸塩又は炭酸塩であ
ることを特徴とするＭｇＯ複合セラミックス。 - 【請求項３】 請求項１に記載のＭｇＯ複合セラミック
スを製造する方法であって、ＭｇＯとランタン硝酸塩又
は炭酸塩とを混合して減圧加熱乾燥した後、乾式混合
し、得られた混合粉末を成形して１４００℃以上の温度
で焼結することを特徴とするＭｇＯ複合セラミックスの
製造方法。
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| JP00139497A JP3225873B2 (ja) | 1997-01-08 | 1997-01-08 | ＭｇＯ複合セラミックス及びその製造方法 |
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