JPS5841771A - 窒化けい素焼結体 - Google Patents
窒化けい素焼結体Info
- Publication number
- JPS5841771A JPS5841771A JP56137405A JP13740581A JPS5841771A JP S5841771 A JPS5841771 A JP S5841771A JP 56137405 A JP56137405 A JP 56137405A JP 13740581 A JP13740581 A JP 13740581A JP S5841771 A JPS5841771 A JP S5841771A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sintered body
- silicon nitride
- conductivity
- properties
- nitride sintered
- Prior art date
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- Pending
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- Ceramic Products (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】
この発明は導電性を改良した窒化は一素（Ｓ輸Ｎ４）焼
結体（以下Ｓｉ＠Ｎ４焼結体と略記する）Ｋ＊Ｊ）、詳
しくのべると、５ｌｓＮａ’ｌＩ末に焼結助剤と導電性
付与剤を添加して焼結を行−１これＫよって得られる焼
結体の粒界層の導電性を改良し、よって焼結体全体の電
気伝導度を改善せしめたことを％做とする窒化けい素焼
細体Ｋｌｌするものである。
結体（以下Ｓｉ＠Ｎ４焼結体と略記する）Ｋ＊Ｊ）、詳
しくのべると、５ｌｓＮａ’ｌＩ末に焼結助剤と導電性
付与剤を添加して焼結を行−１これＫよって得られる焼
結体の粒界層の導電性を改良し、よって焼結体全体の電
気伝導度を改善せしめたことを％做とする窒化けい素焼
細体Ｋｌｌするものである。
一般にセラミック社、結晶粒と粒界からなる多結晶体で
あ弗、その焼結体の特性は結晶粒および粒界の夫々の特
性によって決定されるのである。
あ弗、その焼結体の特性は結晶粒および粒界の夫々の特
性によって決定されるのである。
そして粒界の層厚紘、金１１１４にあっては格子間隔の
数倍ａｆ、の極めて薄いものであるが、竜ラミックにお
いては数１ＯＡから数μ鯛のものまであって、粒界とい
うよシも粒界相が形成されていると考えたｔ１５が妥当
である。
数倍ａｆ、の極めて薄いものであるが、竜ラミックにお
いては数１ＯＡから数μ鯛のものまであって、粒界とい
うよシも粒界相が形成されていると考えたｔ１５が妥当
である。
エレクト窒セ２−ミックでは、粒子そのものの特性を劣
化させることなく粒界相の性質を利用して粒子そのもの
にはないような全く別の特性を付与できることが知られ
て−る。
化させることなく粒界相の性質を利用して粒子そのもの
にはないような全く別の特性を付与できることが知られ
て−る。
即ち、そのようなマトリックス粒子とは全く異なる粒界
の電気的４Ｉ性を有用し丸亀のとしては、ＰＴＣサーミ
スタ、 ＺｒＯバリスタ、塊界層コンデンサーなどが知
られている。
の電気的４Ｉ性を有用し丸亀のとしては、ＰＴＣサーミ
スタ、 ＺｒＯバリスタ、塊界層コンデンサーなどが知
られている。
これらのエレクトロセラミックスのいずれもがマトリッ
クス粒子と比較して粒界相の高い電気抵抗を利用し九も
のであるが、逆にマトリックス粒子の電気抵抗が極めて
高い場合には、粒界の電気抵抗を減少させることＫよシ
物体全体の導電性を改善できると考えられる。
クス粒子と比較して粒界相の高い電気抵抗を利用し九も
のであるが、逆にマトリックス粒子の電気抵抗が極めて
高い場合には、粒界の電気抵抗を減少させることＫよシ
物体全体の導電性を改善できると考えられる。
そこで本発明者らは、Ｓｉ＠Ｎ４焼結体の粒界の電気抵
抗を減するならば、その焼結体の電気伝導度を向上させ
得るのではないがと考え検討を行う九。
抗を減するならば、その焼結体の電気伝導度を向上させ
得るのではないがと考え検討を行う九。
勿論、Ｓｉ３Ｈ４に電気伝導性の物質を多量に添加すれ
は、電気伝導度が向上するであろうことは容易に想像が
つく。しかしながら、この場合添加する物質およびその
添加量によってはＳｉ３Ｈ４の性質に大きな影替を与え
てしまう。たとえば電気伝導度のよいＣｕとかＮｉなと
の金属を添加した場合、これらの金属と５ｉ 、Ｎ、と
は濡れ性が悪くて焼結が充分に行えず、従って満足する
強度が得られない。
は、電気伝導度が向上するであろうことは容易に想像が
つく。しかしながら、この場合添加する物質およびその
添加量によってはＳｉ３Ｈ４の性質に大きな影替を与え
てしまう。たとえば電気伝導度のよいＣｕとかＮｉなと
の金属を添加した場合、これらの金属と５ｉ 、Ｎ、と
は濡れ性が悪くて焼結が充分に行えず、従って満足する
強度が得られない。
また一方、ＡＴＯｓ、Ｙ怠０８、順などのよく知られて
いる添加物質を添加し九場合に杜、焼結性は十分である
が、添加物質の電気伝導度が低−ために電気伝導度の向
上は期待できない。
いる添加物質を添加し九場合に杜、焼結性は十分である
が、添加物質の電気伝導度が低−ために電気伝導度の向
上は期待できない。
そこで本発明者らは、Ｓｉ、Ｎ、の焼結性もよく、焼結
体の機械的および物思的特性に大きな変化を与えずに電
気伝導度を向上せしめるべく検討を行った結果、焼結助
剤としてＭｔＯ１Ｍ８０１、Ｙ、０３、Ｚｒ０１．５１
０８、ＦｅＯｓ Ｔｉ０１ 、Ｎｉ０１Ｂｅｄ、ＣｒＨ
Ｏなどの１種以上、さらに導電性付与剤としてＴｉ１Ｔ
ｈ、 Ｉｆ、 Ｗ１ＭＯ％ Ｚｒ、 Ｃｒ などの炭
化物、窒化物、炭窒化物よシ選んだ１１１以上をＳｉ、
Ｎ４粉末に添加してやればよいことを見出しえ。
体の機械的および物思的特性に大きな変化を与えずに電
気伝導度を向上せしめるべく検討を行った結果、焼結助
剤としてＭｔＯ１Ｍ８０１、Ｙ、０３、Ｚｒ０１．５１
０８、ＦｅＯｓ Ｔｉ０１ 、Ｎｉ０１Ｂｅｄ、ＣｒＨ
Ｏなどの１種以上、さらに導電性付与剤としてＴｉ１Ｔ
ｈ、 Ｉｆ、 Ｗ１ＭＯ％ Ｚｒ、 Ｃｒ などの炭
化物、窒化物、炭窒化物よシ選んだ１１１以上をＳｉ、
Ｎ４粉末に添加してやればよいことを見出しえ。
上記の導電性付与剤として用いるＴｉ５Ｔｉ％Ｈｆ。
％ Ｍｏなどの炭化物中窒化物拡周知のようＫｊｌｌ、
装置物質で高温での強度低下も少ない物質であ）、互い
に広い組成範囲の固溶体を作り、七の固溶体の性質も個
々の性質と大差がない。
装置物質で高温での強度低下も少ない物質であ）、互い
に広い組成範囲の固溶体を作り、七の固溶体の性質も個
々の性質と大差がない。
しかしこれらの物質社、高温強度が高いとは童ってもＳ
ｉ３Ｈ４と比較し九場合低しベｋ Ｋ Ｔｏｐ 、耐除
化性も劣る丸め、これらの物質を添加するとおのずから
Ｓｉ、Ｎ４の高温特性は劣化することが考えられる。
ｉ３Ｈ４と比較し九場合低しベｋ Ｋ Ｔｏｐ 、耐除
化性も劣る丸め、これらの物質を添加するとおのずから
Ｓｉ、Ｎ４の高温特性は劣化することが考えられる。
それ故その添加蓋は、より少ない側へ制限すべきである
。
。
なお、これらの添加物質は導電性付与剤としてだけでな
く焼結助剤としてもかなりの性能を示すことが知られて
いるが、密度が上らず従って強度が不足するという欠点
を有しているのである。
く焼結助剤としてもかなりの性能を示すことが知られて
いるが、密度が上らず従って強度が不足するという欠点
を有しているのである。
本発明者らは、この点について詳細な実験を行、りた結
果、５ｔｓＮ、焼結体の強度はＳ ｌ 、Ｎ、粉末に焼
結助剤としてのＭｇＯｅ Ａ１寓０＠ ｅ Ｙ２ＯＢ
、ｚｒｏｌ ＠ ５４０２ ＃ ＦｅＯｅＴｏｏ＠ ｇ
Ｎｇｏ、 Ｂｅｄｓ Ｃｒ 、ｏなどの１種以上と、
さらＫ。
果、５ｔｓＮ、焼結体の強度はＳ ｌ 、Ｎ、粉末に焼
結助剤としてのＭｇＯｅ Ａ１寓０＠ ｅ Ｙ２ＯＢ
、ｚｒｏｌ ＠ ５４０２ ＃ ＦｅＯｅＴｏｏ＠ ｇ
Ｎｇｏ、 Ｂｅｄｓ Ｃｒ 、ｏなどの１種以上と、
さらＫ。
Ｔｊ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗなどの炭化物、窒化物、炭窒化物
の１種以上を導電性付与剤をして添加することによシ飛
躍的に向上すること、そして焼結体の電気伝導度は焼結
助剤と導電性付与剤との添加量の兼ね合いによって決定
され、焼結助剤の添加量が少ないほど等電柱付与剤の添
加量が少なくても電気伝導度が向上し・やすいこと、さ
らに焼結体の電気伝導度Ｆｉ辱電電性付与剤黴量温加に
より、急激に向上すること、などを知得したのである。
の１種以上を導電性付与剤をして添加することによシ飛
躍的に向上すること、そして焼結体の電気伝導度は焼結
助剤と導電性付与剤との添加量の兼ね合いによって決定
され、焼結助剤の添加量が少ないほど等電柱付与剤の添
加量が少なくても電気伝導度が向上し・やすいこと、さ
らに焼結体の電気伝導度Ｆｉ辱電電性付与剤黴量温加に
より、急激に向上すること、などを知得したのである。
このような観点から、この発明における焼結助剤添加量
は０．０６〜６容量第、そして導電性付与剤としての添
加量は１〜２ｓ容量１１１が好適である。
は０．０６〜６容量第、そして導電性付与剤としての添
加量は１〜２ｓ容量１１１が好適である。
なお、この発明におけるＳｌ、Ｎ４焼結体くおいては、
等電性付与剤の１ｓは焼結後もＩＩ２相として分散した
組織となるが、大半は５ｌａＮ４粒界近傍に拡散してい
き、焼結助剤およびＳ／、Ｎ４粉末と反応して導電性の
よい複合物が形成される。
等電性付与剤の１ｓは焼結後もＩＩ２相として分散した
組織となるが、大半は５ｌａＮ４粒界近傍に拡散してい
き、焼結助剤およびＳ／、Ｎ４粉末と反応して導電性の
よい複合物が形成される。
そして焼結体ではこの導電性のよい複合相が連続するこ
とにより、焼結体全体の電気伝導度が向上することが認
められ九〇 以下実施例によってこの発明の詳細な説明する。
とにより、焼結体全体の電気伝導度が向上することが認
められ九〇 以下実施例によってこの発明の詳細な説明する。
実施例１
Ｓｉ＠Ｎ４粉末に第１表に示すような種々の容積比のＭ
ｇＯとＴｉＮを焼結助剤および導電性付与剤として添加
し、混合後１７００Ｃｘｓｏ分、２００Ｋｇ ／ｃｄの
条件で加圧焼結してＳｌ、Ｎ４焼結体を１９え。
ｇＯとＴｉＮを焼結助剤および導電性付与剤として添加
し、混合後１７００Ｃｘｓｏ分、２００Ｋｇ ／ｃｄの
条件で加圧焼結してＳｌ、Ｎ４焼結体を１９え。
そしてこれら焼結体の電気伝導度を測定したと仁ろ１１
１表に示す結果を得た。
１表に示す結果を得た。
ＩＩ ｌ 表
実施例２
加して混合後１７００℃Ｘ８Ｇ分、２００ ｂ／ ｃｍ
’の条件下で加圧焼結し、５１．Ｎ４焼結体を得た。こ
れらの焼結体についてその電気伝導度を測定したところ
第２表の通りであった。
’の条件下で加圧焼結し、５１．Ｎ４焼結体を得た。こ
れらの焼結体についてその電気伝導度を測定したところ
第２表の通りであった。
第 ２ 表
実施例８
Ｓｉ ＢＮ４粉末に容積比でＳＬＯ１１ｉ１２）ＭｇＯ
と２６滲のＴａＮを添加して混合後１７００℃Ｘ８０分
、窒素分圧１ ａｔｍの焼結条件でＳｌ、Ｎ４焼結体を
得、（電気伝導度５．８ Ｘ １Ｇ−ｆｆｉΩ−１ｃｍ
−１）これよりダイヤモンド加工によって一６■、厚み
４■、長さ１５ｍの抗折力試駅片を作製した。そして該
試験片で抗折力試験を行い、その破面における組成をマ
イクロホジエで分析調査し九とζろ、通常ラップ面と比
較して少量のＳｌと多量のＴａが検出された。こ、れＫ
よって粒界に＃ｉＴａを含む導電性のよい複合相が形成
されていることが推測される。
と２６滲のＴａＮを添加して混合後１７００℃Ｘ８０分
、窒素分圧１ ａｔｍの焼結条件でＳｌ、Ｎ４焼結体を
得、（電気伝導度５．８ Ｘ １Ｇ−ｆｆｉΩ−１ｃｍ
−１）これよりダイヤモンド加工によって一６■、厚み
４■、長さ１５ｍの抗折力試駅片を作製した。そして該
試験片で抗折力試験を行い、その破面における組成をマ
イクロホジエで分析調査し九とζろ、通常ラップ面と比
較して少量のＳｌと多量のＴａが検出された。こ、れＫ
よって粒界に＃ｉＴａを含む導電性のよい複合相が形成
されていることが推測される。
実施例４
Ｓｌ、Ｎ４粉末（粒ｖｋ０．８ｐｍ）Ｋ第８表に示す種
々の容積比のＭｇＯ，ＴａＣ（何れも粒径０．５μｍ）
を添加し、十分混合後、１７００℃ＸＳＯ分、２００麺
／ｃｄの条件で加圧焼結を行った。
々の容積比のＭｇＯ，ＴａＣ（何れも粒径０．５μｍ）
を添加し、十分混合後、１７００℃ＸＳＯ分、２００麺
／ｃｄの条件で加圧焼結を行った。
得られ九Ｓｌ、Ｎ４焼結体について抗折強度を測定し九
ところ第８表の結果を得た。
ところ第８表の結果を得た。
＊Ｓ＊
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１，） 窒化けい素粉末に焼結助剤と導電性付与剤
を加えて焼結したことを特徴とす石車化けい素焼細体。 （２） ｍＭ助剤としテＭｆＩＯ１Ａ４０．、Ｙ、０
．、Ｚｒ０１、Ｓｉ（％、Ｆｅ０１Ｔｉ０１、Ｎｉ０１
ＢｅＯ１ＣｒｌＯなどの一種以上ｔ−０，０６〜５容量
−用いることを特徴とする特許請求の範１８第１項記載
の窒化けい素焼細体。 （３） 導電性付与剤としてＴ１、Ｔａ、 Ｈｆ、
Ｗ％Ｍｏ、Ｚｒ、 Ｃｒなどの炭化物、窒化物、炭窒化
物の一楠以上を１〜２５容量−用いることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の窒化けい素焼細体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56137405A JPS5841771A (ja) | 1981-08-31 | 1981-08-31 | 窒化けい素焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56137405A JPS5841771A (ja) | 1981-08-31 | 1981-08-31 | 窒化けい素焼結体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5841771A true JPS5841771A (ja) | 1983-03-11 |
Family
ID=15197867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56137405A Pending JPS5841771A (ja) | 1981-08-31 | 1981-08-31 | 窒化けい素焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5841771A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59190273A (ja) * | 1983-04-12 | 1984-10-29 | 住友電気工業株式会社 | 窒化けい素質焼結体およびその製造法 |
| JPS6033265A (ja) * | 1983-07-27 | 1985-02-20 | 株式会社日立製作所 | ヒータ用セラミックス導体 |
| JPS61111969A (ja) * | 1984-11-05 | 1986-05-30 | 住友電気工業株式会社 | 放電加工可能な導電性窒化珪素焼結体およびその製造方法 |
| JPS61247662A (ja) * | 1985-04-23 | 1986-11-04 | 日本化学工業株式会社 | 導電性セラミックスの製造方法 |
| JPS63233077A (ja) * | 1986-11-14 | 1988-09-28 | 日立金属株式会社 | 窒化珪素基複合焼結体 |
| JPH01226767A (ja) * | 1988-03-07 | 1989-09-11 | Hitachi Ltd | 導電材及びその製造法 |
| DE3990082T1 (de) * | 1988-01-28 | 1990-01-11 | Hitachi Metals Ltd | Sinterkoerper aus leitfaehigem sialon und ein daraus gefertigtes heizelement |
| US4902653A (en) * | 1985-12-25 | 1990-02-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Silicon nitride ceramic article |
| US5399536A (en) * | 1990-11-07 | 1995-03-21 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Silicon nitride sintered body |
| CN104195402A (zh) * | 2014-04-18 | 2014-12-10 | 宁夏东方钽业股份有限公司 | 一种高温抗氧化紧固件的制备方法及抗氧化材料 |
| CN106348761A (zh) * | 2016-08-11 | 2017-01-25 | 安徽波浪岛游乐设备有限公司 | 一种led用高导热性基板的制备工艺 |
-
1981
- 1981-08-31 JP JP56137405A patent/JPS5841771A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59190273A (ja) * | 1983-04-12 | 1984-10-29 | 住友電気工業株式会社 | 窒化けい素質焼結体およびその製造法 |
| JPS6359991B2 (ja) * | 1983-04-12 | 1988-11-22 | ||
| JPS6033265A (ja) * | 1983-07-27 | 1985-02-20 | 株式会社日立製作所 | ヒータ用セラミックス導体 |
| JPS632916B2 (ja) * | 1983-07-27 | 1988-01-21 | Hitachi Seisakusho Kk | |
| JPS61111969A (ja) * | 1984-11-05 | 1986-05-30 | 住友電気工業株式会社 | 放電加工可能な導電性窒化珪素焼結体およびその製造方法 |
| US4659508A (en) * | 1984-11-05 | 1987-04-21 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Electrically-conductive sintered compact of silicon nitride machinable by electrical discharge machining and process of producing the same |
| JPS61247662A (ja) * | 1985-04-23 | 1986-11-04 | 日本化学工業株式会社 | 導電性セラミックスの製造方法 |
| JPH0561227B2 (ja) * | 1985-04-23 | 1993-09-03 | Nippon Chemical Ind | |
| US4902653A (en) * | 1985-12-25 | 1990-02-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Silicon nitride ceramic article |
| JPS63233077A (ja) * | 1986-11-14 | 1988-09-28 | 日立金属株式会社 | 窒化珪素基複合焼結体 |
| DE3990082T1 (de) * | 1988-01-28 | 1990-01-11 | Hitachi Metals Ltd | Sinterkoerper aus leitfaehigem sialon und ein daraus gefertigtes heizelement |
| JPH01226767A (ja) * | 1988-03-07 | 1989-09-11 | Hitachi Ltd | 導電材及びその製造法 |
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| CN104195402A (zh) * | 2014-04-18 | 2014-12-10 | 宁夏东方钽业股份有限公司 | 一种高温抗氧化紧固件的制备方法及抗氧化材料 |
| CN106348761A (zh) * | 2016-08-11 | 2017-01-25 | 安徽波浪岛游乐设备有限公司 | 一种led用高导热性基板的制备工艺 |
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