JPS58130169A - ホウ化金属−酸化ジルコニウム系セラミツクス材料 - Google Patents
ホウ化金属−酸化ジルコニウム系セラミツクス材料Info
- Publication number
- JPS58130169A JPS58130169A JP57012965A JP1296582A JPS58130169A JP S58130169 A JPS58130169 A JP S58130169A JP 57012965 A JP57012965 A JP 57012965A JP 1296582 A JP1296582 A JP 1296582A JP S58130169 A JPS58130169 A JP S58130169A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zirconium oxide
- metal
- powder
- ceramic material
- metal boride
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、新規な高強度、高硬度ホウ化金属−酸化ジル
コニウム系セラミックス材料に関するものである。
コニウム系セラミックス材料に関するものである。
一般に金属ホウ化物のセラミックスは、高融点で、高硬
度、優れた高温強度を有するので、従来から切削工具材
料や熱機関部品材料として用いられ、また最近は耐熱性
が要求されるロケット用材料として注目されている。し
かし、金属ホウ化物のみから形成されたセラミックスは
、抗折強度が低く、もろいという重大な欠点を有してい
る。
度、優れた高温強度を有するので、従来から切削工具材
料や熱機関部品材料として用いられ、また最近は耐熱性
が要求されるロケット用材料として注目されている。し
かし、金属ホウ化物のみから形成されたセラミックスは
、抗折強度が低く、もろいという重大な欠点を有してい
る。
本発明者らは、このような金属ホウ化物系セラミックス
がもつ欠点を克服するために鋭意研究を行い、先に金属
ホウ化物と酸化ジルコニウムの粉末混合物を焼結してな
る高強度、高硬度セラミックス材料を提案した（％願昭
５６−１５１５９６号）。
がもつ欠点を克服するために鋭意研究を行い、先に金属
ホウ化物と酸化ジルコニウムの粉末混合物を焼結してな
る高強度、高硬度セラミックス材料を提案した（％願昭
５６−１５１５９６号）。
はいつそう高まる傾向にアシ、セラミックスについても
その例外ではない。そこで、本発明者らはｔホウ化金属
−酸化ジルコニウム系セラミックスの特性をさらに改善
するためにさらに研究を重ねた結果、これに少量の立方
晶系金属炭化物を添加することによりさらに強度及び硬
度を高めうろことを見出し、この知見に基づいて本発明
をなすに至った。
その例外ではない。そこで、本発明者らはｔホウ化金属
−酸化ジルコニウム系セラミックスの特性をさらに改善
するためにさらに研究を重ねた結果、これに少量の立方
晶系金属炭化物を添加することによりさらに強度及び硬
度を高めうろことを見出し、この知見に基づいて本発明
をなすに至った。
すなわち、本発明はニホウ化チタン粉末又はニホウ化チ
タンと他の金属ホウ化物との粉末混合物と、全酸当り１
０〜８０重量％の酸化ジルコニウム粉末を基本成分とし
、これに立方晶系金属炭化物粉末０．００１〜１０重量
％を添加した混合物を焼結してなるホウ化金属−酸化ジ
ルコニウム系セラミックス材料を提供するものである。
タンと他の金属ホウ化物との粉末混合物と、全酸当り１
０〜８０重量％の酸化ジルコニウム粉末を基本成分とし
、これに立方晶系金属炭化物粉末０．００１〜１０重量
％を添加した混合物を焼結してなるホウ化金属−酸化ジ
ルコニウム系セラミックス材料を提供するものである。
本発明においては、ニホウ化チタン粉末の代りにニホウ
化チタンと他の金属ホウ化物との粉末混合物を用いるこ
とができるが、この金属ホウ化物としては、Ｔ ａ Ｂ
２、ＮｂＢ２、ＶＢ２、Ｚ ｒ Ｂ ２、Ｃｒ Ｂ
２、ＭｏＢ２、ＭｎＢ２等のＭＢｚ型金属ホウ化物類、
Ｗ２Ｂ５、Ｍｏ２Ｂ５等の焼結高温時にＭＢ２型になる
金属ホウ化物類及びＴｉＢ％ＴａＢ、 ＮｂＢ、 ＶＢ
、 ＺｒＢｓ Ｃ！ｒＢ。
化チタンと他の金属ホウ化物との粉末混合物を用いるこ
とができるが、この金属ホウ化物としては、Ｔ ａ Ｂ
２、ＮｂＢ２、ＶＢ２、Ｚ ｒ Ｂ ２、Ｃｒ Ｂ
２、ＭｏＢ２、ＭｎＢ２等のＭＢｚ型金属ホウ化物類、
Ｗ２Ｂ５、Ｍｏ２Ｂ５等の焼結高温時にＭＢ２型になる
金属ホウ化物類及びＴｉＢ％ＴａＢ、 ＮｂＢ、 ＶＢ
、 ＺｒＢｓ Ｃ！ｒＢ。
ＭｏＢ％ＭｎＢ、 ＷＢ等のＭＢ梨型金属ホウ化物類ろ
つて、これらは１種を用いてもよいし、２種以上を組み
合わせて用いることもできる。組合せ使用においては、
同型のものを併用してもよく、また異なる型のものを併
用してもよい。これらの金属ホウ化物は、他成分との混
合に際してあらかじめ微粉砕することが好ましく、平均
粒径５μ以下のものが有利に使用できる。
つて、これらは１種を用いてもよいし、２種以上を組み
合わせて用いることもできる。組合せ使用においては、
同型のものを併用してもよく、また異なる型のものを併
用してもよい。これらの金属ホウ化物は、他成分との混
合に際してあらかじめ微粉砕することが好ましく、平均
粒径５μ以下のものが有利に使用できる。
また、本発明の材料に用いられる酸化ジルコニウムは、
ＺｒＯ２、Ｚｒ０１ＺｒＯ□ 、 ３５及びＺ ｒ ３
０１、、−ｘのいずれでもよく、焼結後に酸化ジルコニ
ウムに変化しうる条件下では金属ジルコニウムを用いて
もよい。しかし好ましいのは二酸化ジルコニウムＺｒＯ
２である。
ＺｒＯ２、Ｚｒ０１ＺｒＯ□ 、 ３５及びＺ ｒ ３
０１、、−ｘのいずれでもよく、焼結後に酸化ジルコニ
ウムに変化しうる条件下では金属ジルコニウムを用いて
もよい。しかし好ましいのは二酸化ジルコニウムＺｒＯ
２である。
Ｚ ｒ Ｏ２には各種の結晶系、すなわち単斜晶系、正
方晶系及び立方晶系のものがあるが、本発明においては
、いずれの結晶系のものも使用できる。
方晶系及び立方晶系のものがあるが、本発明においては
、いずれの結晶系のものも使用できる。
立方晶系のＺ ｒ Ｏ２を用いる場合には、通常その熱
安定化剤として知られたＹ２Ｏ３、ＭｇＯあるいはＣａ
Ｏなとの少量を併用することができる。これらの酸化ジ
ルコニウムは、単一成分で用いてもよいし、２種以北を
組み合わせて用いてもよい。また異なる結晶系のものを
併用することもできる。これらの酸化ジルコニウムは他
成分との混合に際し、あらかじめ微粉砕され、平均粒径
５μ以下、好ましくは１μ以下に調製される。
安定化剤として知られたＹ２Ｏ３、ＭｇＯあるいはＣａ
Ｏなとの少量を併用することができる。これらの酸化ジ
ルコニウムは、単一成分で用いてもよいし、２種以北を
組み合わせて用いてもよい。また異なる結晶系のものを
併用することもできる。これらの酸化ジルコニウムは他
成分との混合に際し、あらかじめ微粉砕され、平均粒径
５μ以下、好ましくは１μ以下に調製される。
本発明の材料の基本成分である前記金属ホウ化物と酸化
ジルコニウムは、最終的に得られる焼結体の諸物性を考
慮するとき、第３の成分として添加する後記炭化物の量
範囲においては、全組成物材料中に酸化ジルコニウムが
１０〜８０重量％の範囲量となるような割合で用いるこ
とが必要である。この量範囲を逸脱すると十分な機械的
強度が得られないので好ましくない。
ジルコニウムは、最終的に得られる焼結体の諸物性を考
慮するとき、第３の成分として添加する後記炭化物の量
範囲においては、全組成物材料中に酸化ジルコニウムが
１０〜８０重量％の範囲量となるような割合で用いるこ
とが必要である。この量範囲を逸脱すると十分な機械的
強度が得られないので好ましくない。
本発明の材料の第３の成分として添加配合される立方晶
系炭化物は、ＴｉＣ，ＺｒＣ％ＨｆＣ，ＶＣ。
系炭化物は、ＴｉＣ，ＺｒＣ％ＨｆＣ，ＶＣ。
ＮｂＣ％ＴａＯ等の立方晶系結晶構造を有する金属炭化
物類であって、基本成分粉末との混合に際し、立方晶系
のこれら炭化物を添加してもよいし、また焼結中に炭化
物を形成させてもよい。その場合、例えば炭素と金属類
の粉末を組み合わせて添加することもできる。
物類であって、基本成分粉末との混合に際し、立方晶系
のこれら炭化物を添加してもよいし、また焼結中に炭化
物を形成させてもよい。その場合、例えば炭素と金属類
の粉末を組み合わせて添加することもできる。
基本成分に添加するに際し、上記炭化物又は炭素と金属
は、できるだけ微細に、例えば粒径５μ以下に粉砕して
おくことが望ましく、特に１μ以下が好ましい。
は、できるだけ微細に、例えば粒径５μ以下に粉砕して
おくことが望ましく、特に１μ以下が好ましい。
この炭化物は、材料全重量に基づいて０．００１〜１０
重量％の範囲で添加することが必要である。
重量％の範囲で添加することが必要である。
０．００１重量％未満及び１０重量％を超えると機械的
強度及び硬度の顕著な増大が得られない〇本発明におけ
る原料混合物は、基本成分及び炭化物の微粉末を均一に
混合することにより調製しうるが、混合を目的として、
さらに粉砕機で粉砕してもよい。
強度及び硬度の顕著な増大が得られない〇本発明におけ
る原料混合物は、基本成分及び炭化物の微粉末を均一に
混合することにより調製しうるが、混合を目的として、
さらに粉砕機で粉砕してもよい。
本発明のセラミックス材料は、原料混合物を例えば黒鉛
型のような型に充てんし、真空中又はアルゴン、水素、
炭酸ガス、大気のような中性、還元性あるいは酸化性雰
囲気中において、例えば５０〜３００匂／ｄの加圧下に
１６００〜２５００℃の高温で１０〜２００分加熱焼結
することにより得ることができる。また、通常知られた
普通焼結法あるいはＨ，１，Ｐ法等を使用して焼結する
こともできる。
型のような型に充てんし、真空中又はアルゴン、水素、
炭酸ガス、大気のような中性、還元性あるいは酸化性雰
囲気中において、例えば５０〜３００匂／ｄの加圧下に
１６００〜２５００℃の高温で１０〜２００分加熱焼結
することにより得ることができる。また、通常知られた
普通焼結法あるいはＨ，１，Ｐ法等を使用して焼結する
こともできる。
本発明の材料は特に高い強度、硬度及び良好な組織を有
し、また耐酸孔性、耐熱性にも優れたち密な焼結体であ
るので、切削工具材、耐熱材料あるいは耐摩耗材料とし
て極めて好適であり・広い分野に利用することができる
。
し、また耐酸孔性、耐熱性にも優れたち密な焼結体であ
るので、切削工具材、耐熱材料あるいは耐摩耗材料とし
て極めて好適であり・広い分野に利用することができる
。
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
実施例１
ＴｉＢ２粉末６７．４重責％とＮｂＢ２粉末２．１重量
％と単斜晶系ＺｒＯ２粉末３粉末３ガ ａｔ％とを十分に混合し、この混合粉末を黒鉛型に充て
んし％ ｆｉｋ’ｌ中において２ｏｏＫｐ／＋：Ｊに加
圧しながら， ２０００℃で３０分間加熱した。
％と単斜晶系ＺｒＯ２粉末３粉末３ガ ａｔ％とを十分に混合し、この混合粉末を黒鉛型に充て
んし％ ｆｉｋ’ｌ中において２ｏｏＫｐ／＋：Ｊに加
圧しながら， ２０００℃で３０分間加熱した。
このようにして得られた焼結体は抗折力１４０Ｋｇ／′
−、ビッカース硬度２５００Ｋｇ／−を有していた。
−、ビッカース硬度２５００Ｋｇ／−を有していた。
この焼結体の組織を走査型電子顧ａＳで観察すると、組
織内には空孔はなかった。またこの焼結体を空気中で加
熱したが、１０００℃までは酸化されず、１２００℃で
わずかに取化膜でおおわれた。
織内には空孔はなかった。またこの焼結体を空気中で加
熱したが、１０００℃までは酸化されず、１２００℃で
わずかに取化膜でおおわれた。
（表に示す各種割合の１種以上のホウ化金属と単斜晶系
酸化シルコニ嵐ウム及び炭化物微粉末を十分に混合し、
この混合粉末を３０分間ホットプレスするか、あるいは
、この混合粉末を冷開成形した後、所定条件下で２時間
普通焼結することによりそれぞれの焼結体を製造した。
酸化シルコニ嵐ウム及び炭化物微粉末を十分に混合し、
この混合粉末を３０分間ホットプレスするか、あるいは
、この混合粉末を冷開成形した後、所定条件下で２時間
普通焼結することによりそれぞれの焼結体を製造した。
このようにして得た試料の組成、焼結条件及び焼結後の
焼結体組成を第１表に示す。
焼結体組成を第１表に示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｌ ニホウ化チタン粉末又はニホウ化チタンと他の金属
ホウ化物との粉末混合物と、全１当り１０〜８０重量％
の酸化ジルコニウム粉末を基本成分とし、これに立方晶
系金属炭化物粉末０．００１〜１０重量％を添加した混
合物を焼結してなるホウ化金属−酸化ジルコニウム系セ
ラミックス材料０ ２ 他の金属ホウ化物が、夕／タル、ニオブ、バナジウ
ム、ジルコニウム、クロム、モリブデン、マンガン及び
タングステンの中から選ばれた金属のホウ化物の少なく
とも１種である特許請求の範囲第１項記載のセラミック
ス材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57012965A JPS597669B2 (ja) | 1982-01-29 | 1982-01-29 | ホウ化金属−酸化ジルコニウム系セラミツクス材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57012965A JPS597669B2 (ja) | 1982-01-29 | 1982-01-29 | ホウ化金属−酸化ジルコニウム系セラミツクス材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58130169A true JPS58130169A (ja) | 1983-08-03 |
| JPS597669B2 JPS597669B2 (ja) | 1984-02-20 |
Family
ID=11819957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57012965A Expired JPS597669B2 (ja) | 1982-01-29 | 1982-01-29 | ホウ化金属−酸化ジルコニウム系セラミツクス材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS597669B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6066361A (ja) * | 1984-04-12 | 1985-04-16 | Hitachi Metals Ltd | 磁気ヘツド |
| EP0347920A1 (en) * | 1988-06-22 | 1989-12-27 | Nkk Corporation | High strength high toughness TiB2 ceramics |
-
1982
- 1982-01-29 JP JP57012965A patent/JPS597669B2/ja not_active Expired
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6066361A (ja) * | 1984-04-12 | 1985-04-16 | Hitachi Metals Ltd | 磁気ヘツド |
| JPH0120523B2 (ja) * | 1984-04-12 | 1989-04-17 | Hitachi Metals Ltd | |
| EP0347920A1 (en) * | 1988-06-22 | 1989-12-27 | Nkk Corporation | High strength high toughness TiB2 ceramics |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS597669B2 (ja) | 1984-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS5924751B2 (ja) | 焼結成形体 | |
| US4259119A (en) | Boride-based refractory materials | |
| US4292081A (en) | Boride-based refractory bodies | |
| US4492764A (en) | Sintered ceramic body containing titanium carbonitride | |
| EP0170889B1 (en) | Zrb2 composite sintered material | |
| US4933308A (en) | High strength high toughness TiB2 ceramics | |
| JPS58130169A (ja) | ホウ化金属−酸化ジルコニウム系セラミツクス材料 | |
| US4704372A (en) | High-strength molybdenum silicide-based ceramic material and process for producing the same | |
| JPS6144768A (ja) | 高強度硼化物焼結体 | |
| JPS5855378A (ja) | 高強度耐熱性ホウ化金属・酸化ジルコニウム複合セラミックス | |
| JP2742620B2 (ja) | 硼化物―酸化アルミニウム質焼結体およびその製造方法 | |
| JPS61270265A (ja) | 高強度高靭性ＴｉＢ２質複合焼結体 | |
| JPS6337069B2 (ja) | ||
| EP0095129A1 (en) | Composite ceramic cutting tool and process for making same | |
| JPS6337068B2 (ja) | ||
| JP2794121B2 (ja) | 繊維強化セラミックス | |
| JP2794122B2 (ja) | 繊維強化セラミックス | |
| JP2840688B2 (ja) | 酸化アルミニウム質焼結体の製法 | |
| Nishio et al. | High strength high toughness TiB 2 ceramics | |
| JPH0710747B2 (ja) | ホウ化物―酸化ジルコニウム―炭窒化物系セラミックス材料 | |
| JPH05279122A (ja) | 炭化珪素複合焼結体の製造方法 | |
| JPS6197163A (ja) | 刃物工具用酸化ジルコニウム基セラミツクスの製造方法 | |
| JPH01219062A (ja) | 炭化珪素焼結体の製造方法 | |
| JPS62275071A (ja) | 強靭性サイアロン | |
| JPH06122554A (ja) | 高靭性炭窒化チタン−酸化ジルコニウム系セラミックス材料 |