JPS58199779A

JPS58199779A - セラミツクス焼結体の製造方法

Info

Publication number: JPS58199779A
Application number: JP57082802A
Authority: JP
Inventors: 神取　利男; 英之正木
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 1982-05-17
Filing date: 1982-05-17
Publication date: 1983-11-21
Also published as: JPH0142910B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、炭化珪素の焼結方法に関するものである。

炭化珪素（ｓｌｅ　）は、低膨張で耐摩性）・耐酸化性
に優れ、また、導電性をも併わせ持つ物質である為に、
耐火物１発熱体、電気接点、切削用バイト等の各種の用
途がある。しかしながら、化学的に安定である為に緻密
な焼結体を得ることが困難とされてきた。

従来の炭化珪素の焼結方法としては９例えば。

炭化珪素粉末に、アルミニウム系添加物、硼素系添加物
または次素系添加物等の焼結促進剤を微量添加して、ア
ルゴンガヌ雰囲気中にて２０００°Ｃ以上で加熱しつつ
加圧する方法がある。しかし。

この方法では、焼成温度が２０００℃以上と非常に高＜
、ｔた。加熱しつつ加圧する所謂ホットプレス法に依る
為に、炭化珪素が分解し易く、焼結体の形状も簡単な形
状に限られる。また、焼結促進剤の添加量が炭化珪素の
総量に対して轍かな量である為に１脚化珪素中に均一に
混合することは難しく、得られた焼結体内に不均一状態
で残留し。

焼結体の特性に欠陥を生じさせ、満足した戻化珪素質焼
結体が得られない。

本尤明は、これらの点に鑑み、無加圧で低温焼結をする
ことにより、炭化珪素の優れた性質を損なわず、高密度
で導′ＩＩＬ録を有する焼結体を製造することができる
方法を提供しようとするものである。

即ち９本発明は１脚化珪素粉末に、アルミナ・マグネシ
ア・スピネル粉末と酸化イツトリウム粉末とからなる焼
結助剤を添加・混合して原料粉末　　　　□と成し、該
粉末を所望形状に成形し、然る後に不　　　□活性ガス
雰囲気中で加熱し無加圧焼結することを特徴とする炭化
珪素質焼結体の製造方法である。

本発明に依れば、高密度で導電性を有し、かつ圧で焼結
することができる。また、無加圧焼結法によるので、複
雑な形状の焼結体をも容易に製造することができる。更
に９本発明の製造方法により得られた炭化珪素質焼結体
は、導電性を有するので、材料加工が容易である。例え
ば、放電加工等の電気利用による加工法が通用できる。

この様に、低温焼結によυ高密度の焼結体を得ることか
できるのは、充分明らかではないが、アルミナ・マグネ
シア・スピネル粉末と酸化イツトリウム粉末の両者が固
溶して、その固溶の過程で液相生成があり、これよシ焼
結が進行するためと考えられる。

また、この焼結体は、高密度で導電性を有し。

かつ耐火性および耐摩耗性に優れているので、耐火物、
軸受、電気接点９発熱体等に広く用いられる。

本発明に於いて用いる原料粉末は１脚化珪素粉末、アル
きす・マグネシア（ＭｇＡｌ＊　ｏ、　）スピネル粉末
および酸化イツトリウム粉末から成る。ここで、炭化珪
素粉末、アルミナ・マグネシア・スピネル粉末および酸
化イツ）　ＩＪウム粉末の粒度は。

２μ以下のものを用いるのが好ましいが、Ｑ、１μない
し１．０μ程度のものがより好ましい。

ここで、アルミナ・マグネシア・スピネル粉末および酸
化イツトリウム粉末の混合割合は、原料粉末のａ直置に
対して、１％（東量比、以下同じ）以上１０％以下とす
ることが好ましい。アルミナ・マグネシア・スピネル粉
末の配合量を１０％以下としたのは、１０％を越えると
焼成時の重量減少が大きく成り、要求する形状を得るこ
とが困難となるからである。また、１％以上とし九のは
、１％未満とした場合、成る程度は半導体化するが。

液相が余り生成されず１表面張力が小さく焼結が困難と
なるからである。次に、酸化イツトリウム粉末の配合量
を１０％以下としたのは、１０％を越えると酸化イツ）
　ＩＪウムの一部が残って、高温強度が低下するからで
ある。また、１％以上としたのは、１％未満とした場合
、焼結不足となり気孔率が高くなり多孔質となるからで
ある。

また、アルミナ・マグネシア・スピネル粉末と酸化イツ
）　ＩＪウム粉末との置針の配合割合は、原料粉末の総
重量に対して、２％以上１５％以下と分解が顕著となり
、要求する形状を得ることが困難となるほか、得られる
焼結体の機械的・電気的特性が低下するからである。ま
た、２％以上としたのは、２％未満とした場合、焼成不
足の為多孔質化がすすみ、成形温度が上昇してしまうか
らである。

次に、原料粉末は、これを良く混合して、プレス金型等
の成形機にて１例えば、３０口ないし１０００　Ｋｑ／
ｄの高圧下で加圧成形し圧粉体とする。

次に、得られた圧粉体は、アルゴンガス等の不活性ガス
雰囲気中にて、無加圧にて加熱し、焼結することにより
、ｌｅ化珪素質焼結体を得る。

ここで、加熱焼結を、不活性ガス雰囲気中にて行なうの
は、成形体即ち圧粉体の組成物質が他の化合物に変化し
ない様にするためである。

ま九、成形体の焼結は、１８２０°Ｃ以上１８７０’Ｃ
ＬＪ下で行なうことが好ましい。これは、１８２０°Ｃ
未満の場合、焼成過程で成形体の多孔質化が起こり、焼
結できなくなる恐れがあるからである。

また、１８７０℃を越えると、焼成過程で成形体の熱分
解が多くな夛、多孔質になる恐れがあるからである。

実施例本発明の製造方法により鹸化珪素質焼結体を製造し、該
焼結体について、その気孔率と表面電気抵抗値を測足し
念。

本実施例に於ける製造法は９次の様である。

即ち９膨化珪素原料としてのβ型脚化珪素（β−８１０
）の微粉末（平均粒径α５μ）に、アルミナ・マグネシ
ア（Ｍｇ１１＊　０４）スピネルのボールミル粉砕粉（
平均粒径ＣＬ５μ）と酸化イツ）　ＩＪウム（Ｙｓ　Ｏ
，）のボールミル粉砕粉（平均粒径α９μ）との混合物
粉末を１表に示す如き割合にて配合して原料粉末とした
。次いで、該原料粉末をポリエチレン容器中にてエタノ
ールを分散媒として、ボールミル架台上で１５時間士分
に混合した。

次いで、乾燥話中にて６０°Ｃで２０時間乾燥させ溶媒
を揮散せしめた後、１０メツシユの篩を通過させ、ｆ４
られた粉末を、プレス金型にて６００Ｋｑ　／　ｃｄで
加圧・成形し、圧粉体（６Ｘ１０Ｘ５０ｆｉ）を得た。

得られた圧粉体を膨化珪素質さや内の炭化珪素研摩粉（
−さζ（３，１１８０）の間に埋設し、更にさやを黒鉛
容器中に入れた。次に、黒鉛容器を表に示す温度にて、
アルゴンガス雰囲気中にて２時間高周波加熱し、上記圧
粉体の焼結を行なった。

冷却後、得られ良度化珪素質焼結体の気孔率お配合し九
場合（試料−０１〜０５）Ｋは、気孔率が６％以上とな
ってしまい実用に適した焼結体が得られない。更に、抵
抗値４１　Ｘ　１０’Ω以上と大変大きく、導電性が低
い。

更に、従来の５ｉＯ−１Ｂ−Ｃ系焼結体の場合で社。

本発明と同様の加熱条件では、気孔率が大きく。

導電性の低い焼結体しか得られず（試料Ｎａａ６）。

また、焼結温度ｔ−２０５０°Ｃと高くしても導電性の
低いものしか得ることができない（試料Ｈ＆ａ７）。

特許出願人株式会社　豊田中央研究所 −７

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　膨化珪素粉末に、アルミナ・マグネシア・ス
ピネル粉末と酸化イツトリウム粉末とからなる焼結助剤
ｔ−添加・混合して成る原料粉末を、所望形状に成形し
、然る後不活性雰囲気中で加熱し、焼結せしめることを
特徴とするセラミックス焼結体の製造方法。
（２）アルミナ・マグネシア・スピネル粉末の混合割合
は、原料粉末の総重量に対して、１ないし１０富食％で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のセラ
ミックス焼結体の製造方法。
（３）　　酸化イツ）　＋７ウム粉末の混合割合は、原
料粉末の総重量に対して、１ないし１０］ｌ［量％であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のセラミ
ックス焼結体の製造方法。
（４）アルミナ・マグネシア・スピネル粉末と酸化イツ
トリウム粉末の両者合計の混合割合は。原料粉末のａｌに量に対して、２ないし１５菖量％であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のセラミ
ックス焼結体の製造方法。
（５）成形体の加熱は、１８２０℃ないし１８７０℃に
於いて行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のセラミックス焼結体の製造方法。