JPS5864272A - 窒化けい素焼結体 - Google Patents
窒化けい素焼結体Info
- Publication number
- JPS5864272A JPS5864272A JP56163275A JP16327581A JPS5864272A JP S5864272 A JPS5864272 A JP S5864272A JP 56163275 A JP56163275 A JP 56163275A JP 16327581 A JP16327581 A JP 16327581A JP S5864272 A JPS5864272 A JP S5864272A
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- JP
- Japan
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- powder
- sintered
- sintered body
- silicon nitride
- sintering
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- Pending
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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】
仁の鵜制は＾温強縦が高く、高密度を有する非絵化物、
すなわち輩化物セラミックス焼結体に関するものである
。
すなわち輩化物セラミックス焼結体に関するものである
。
鰍点、セラミックス材料％に耐熱性材料としてのセラミ
・ツクスの一発が蟲んに行われておプ、なかでもＪｉｂ
温−において安定な耐熱性物質である共有軸合性化合物
、％Ｋ１１Ｉ化けい素（５１ｍＮａ ）、炭化けい素（
ＳｉＣ）が非常にすぐれ良材料であることが知られてい
る。
・ツクスの一発が蟲んに行われておプ、なかでもＪｉｂ
温−において安定な耐熱性物質である共有軸合性化合物
、％Ｋ１１Ｉ化けい素（５１ｍＮａ ）、炭化けい素（
ＳｉＣ）が非常にすぐれ良材料であることが知られてい
る。
一般に＊２ミックスは、原料セラミックス粉末を成形焼
結して使用されるものであるが、Ｓｉ３ＮいＳｉＣなど
の一合は、一般の酸化物セラミックスと巣な）、１１鋤
細性物質であるため、単独組成たとえはＳｉ 、Ｎ４粉
末のみを焼結しても緻密な焼結体會侍ることは一難であ
る。
結して使用されるものであるが、Ｓｉ３ＮいＳｉＣなど
の一合は、一般の酸化物セラミックスと巣な）、１１鋤
細性物質であるため、単独組成たとえはＳｉ 、Ｎ４粉
末のみを焼結しても緻密な焼結体會侍ることは一難であ
る。
このためＳｉ３Ｎ、粉末の場合などＫはＭｇＯ、ｕ＠０
．、Ｙ２Ｏ２、ＣａＯ２、ＢｅＯなどの敏化物粉末を焼
結助剤どして添加して焼結することが行われている。
．、Ｙ２Ｏ２、ＣａＯ２、ＢｅＯなどの敏化物粉末を焼
結助剤どして添加して焼結することが行われている。
焼結助剤を加え元粉末ｔ−使用して通常行われているプ
レス成形後、真空あるいは常圧で加熱焼結する方法は、
ｗｂｌｉｈコストが低く工業的１１ｔｌいることができ
る。
レス成形後、真空あるいは常圧で加熱焼結する方法は、
ｗｂｌｉｈコストが低く工業的１１ｔｌいることができ
る。
またＳｉ、Ｎ、の場合、焼結しても孔はそのまま残存す
るので仁の方法で相対１！［９７−程度の焼結体ｔ−得
ることができる。
るので仁の方法で相対１！［９７−程度の焼結体ｔ−得
ることができる。
これに対して、＾漏下で加圧しながら焼結するホットプ
レス法゛によれば、より緻密な焼結体を得ることができ
る。
レス法゛によれば、より緻密な焼結体を得ることができ
る。
さらに焼結助剤の混合割合を減少し、あるいは焼結助剤
を添加せずに高圧ガス雰囲気中で焼結した９、ｔＩｋ発
成型成型で粉末Ｋ１４間的に高圧を加えて粉砕したのち
、′焼結するなどの方法が試みられているが、何れの方
法も焼結コストが高く、また＾温＊１０２下現象が残る
欠点があり、工業的な方法として成功していない。
を添加せずに高圧ガス雰囲気中で焼結した９、ｔＩｋ発
成型成型で粉末Ｋ１４間的に高圧を加えて粉砕したのち
、′焼結するなどの方法が試みられているが、何れの方
法も焼結コストが高く、また＾温＊１０２下現象が残る
欠点があり、工業的な方法として成功していない。
とζろで従来から非酸化物セラミックス焼結体の出発原
料であるＳｉ＠Ｎ４粉末のｈ蚕１ハ シリコンまたはシ
リカ粉末と縦本粉末との混合物をＮ。
料であるＳｉ＠Ｎ４粉末のｈ蚕１ハ シリコンまたはシ
リカ粉末と縦本粉末との混合物をＮ。
ガス気流中で１８００’−１７００℃で加熱し、−化す
る方法、あるいは７ランガスと１ｌｌｉｉ索の水素化合
物を８００〜１９００℃のＳ度ｍ’Ｉｉ！１１て気相反
応させて得る方法などがある。
る方法、あるいは７ランガスと１ｌｌｉｉ索の水素化合
物を８００〜１９００℃のＳ度ｍ’Ｉｉ！１１て気相反
応させて得る方法などがある。
この何れの方法によシ製造されたＳｉ＠Ｎ４粉末もその
ま宜焼結成形体の製造原料として使用することができる
。
ま宜焼結成形体の製造原料として使用することができる
。
このよりにして製造される５ｉｌＮ４焼結体は、−耐熱
ｌ１１撃性が高く、かつ靭性のあるセラミックスとして
自論隼用−ンジンやタービンーンレンへの応用が検討さ
れているし、また柚々の治工具類への応用もすでに行わ
れている。
ｌ１１撃性が高く、かつ靭性のあるセラミックスとして
自論隼用−ンジンやタービンーンレンへの応用が検討さ
れているし、また柚々の治工具類への応用もすでに行わ
れている。
Ｓｉ、Ｎ、焼結体の別の％黴は、該焼結体が反応性に乏
しいことである。このため５ｉｌＮ、焼結体と異積セラ
ミックスや金属との接合が非常に困難であるという欠点
があった。
しいことである。このため５ｉｌＮ、焼結体と異積セラ
ミックスや金属との接合が非常に困難であるという欠点
があった。
不尭明者らは、ｓｉ、Ｎ４焼結体におりる上記の欠点を
解消すべく検討の結果、この発明に至ったものである。
解消すべく検討の結果、この発明に至ったものである。
卸ちこｏ５６−は、Ｓｉ３Ｎ、粉末Ｋ Ｆｅ１２．、Ｃ
ａＯ。
ａＯ。
ＭｇＯ１ｋＬ１０＠ ｓ Ｂｅ０１．ＮｓＯ１Ｃｒｌ
ｏｌ、Ｚｒ０１ 、Ｓｉｇｎ ５ＹＨＯ＠ ｓ Ｃｅ０
１などの鹸化物粉末の少くとも１柚以上ｔｂ結助斎」と
して１〜２０ｔＪｋ嚢と’Ｉ’ａ、Ｗ。
ｏｌ、Ｚｒ０１ 、Ｓｉｇｎ ５ＹＨＯ＠ ｓ Ｃｅ０
１などの鹸化物粉末の少くとも１柚以上ｔｂ結助斎」と
して１〜２０ｔＪｋ嚢と’Ｉ’ａ、Ｗ。
勘、Ｃｒなどの金輌の礪化物粉末の少くと４１−以上を
５〜４０重量−加えた混合粉床ｔ−Ｎ、ガスまたＵＮ、
ガスを含む非鍍化性ＩＦ囲気中で焼結することによって
他のセラミックスや金属とのロク付は一合町簡な硼化け
い本焼結体が優られることｔ−見出し友ものである。
５〜４０重量−加えた混合粉床ｔ−Ｎ、ガスまたＵＮ、
ガスを含む非鍍化性ＩＦ囲気中で焼結することによって
他のセラミックスや金属とのロク付は一合町簡な硼化け
い本焼結体が優られることｔ−見出し友ものである。
一１ｊ４ｃｓｉ、Ｎ、粉末を用Ｖｈ テＳ １ ＢＮ４
焼結体ｔａるにｕｌＮ、ガス中、ｌ気圧、１７００℃以
上で焼結することが知られてお９、この際Ｓｉ＠Ｎ、粉
末Ｋ ＡＬ、ＯａｌＭｇｏｌＦｅＯなどの酸化物を焼結
助剤として添加することも知られている。しかし、この
ような焼結ではＳｉ、Ｎ４か分解するため、これを防ぐ
えめにＡＡＮ ＋ ＢＮ ＆末にＳｉ、Ｎ、粉本を混合
バッキングして焼結することも竹ゎれている。
焼結体ｔａるにｕｌＮ、ガス中、ｌ気圧、１７００℃以
上で焼結することが知られてお９、この際Ｓｉ＠Ｎ、粉
末Ｋ ＡＬ、ＯａｌＭｇｏｌＦｅＯなどの酸化物を焼結
助剤として添加することも知られている。しかし、この
ような焼結ではＳｉ、Ｎ４か分解するため、これを防ぐ
えめにＡＡＮ ＋ ＢＮ ＆末にＳｉ、Ｎ、粉本を混合
バッキングして焼結することも竹ゎれている。
とζろが仁のようＫして得られる５ｉＢＮ４焼結体Ｕ−
強度、為置敷の性質は有するもｌの接合性に欠けている
。
強度、為置敷の性質は有するもｌの接合性に欠けている
。
ル九ｋｌ＞ Ｋ Ｓｉ ＠Ｎ、 ｌ＃末Ｋ ＭｇＯ，Ｚ
ｒ０１ 、ｓｉｎｇ ｆｔどの鹸化物系＃６納助削と、
さらＫＴａ、Ｗ、Ｍｏ１ Ｃｒ ゛などの金Ｆ４
の硼化物を加え、この混合粉末をＮ。
ｒ０１ 、ｓｉｎｇ ｆｔどの鹸化物系＃６納助削と、
さらＫＴａ、Ｗ、Ｍｏ１ Ｃｒ ゛などの金Ｆ４
の硼化物を加え、この混合粉末をＮ。
ガスま九ｉｉＮ、ガスを含む非龍化性宥１気中で焼結す
るものである。
るものである。
このような焼Ｉｉ！ｒＫよると、Ｎ、ガスまたｒよＮ、
ガスを含む１！囲気中で金属硼化、物が分解し、焼結体
表向にはＭｏ、Ｗｌなどの金属層が出曳し、これらＯ金
Ｉ１４層は通常のロク付けあるいは金ｘｂ船体を杉成し
）るために一般の金に４接合法と同様の方法でＳｉ、Ｎ
４焼結体と他のセラミックスや金−との接合が可能にな
るのである。
ガスを含む１！囲気中で金属硼化、物が分解し、焼結体
表向にはＭｏ、Ｗｌなどの金属層が出曳し、これらＯ金
Ｉ１４層は通常のロク付けあるいは金ｘｂ船体を杉成し
）るために一般の金に４接合法と同様の方法でＳｉ、Ｎ
４焼結体と他のセラミックスや金−との接合が可能にな
るのである。
こＯ軸間で得た焼結体の他の％似は、板状または棒状等
の素材より所賛の形状に切出し、接合したい部分のみを
高温のＮ、ガスまたはＮ８ガスを含む雰曲気中で処理す
ることによって新しい切断向のメタライジング処理が容
易にｃ１能なことである。
の素材より所賛の形状に切出し、接合したい部分のみを
高温のＮ、ガスまたはＮ８ガスを含む雰曲気中で処理す
ることによって新しい切断向のメタライジング処理が容
易にｃ１能なことである。
上記のように焼結体の接合性を向上式せるのにイ３ハ］
な金ＪＩ４＃ＩＩ化物の使用倉としては５〜４０ｍｋ優
が好しい。七の地山ｔよ、心安とする接合強酸にもよる
か、５１に：ｍチ以下では彊駒硼化物か分鱗してＴｈ鮎
体の表面層に付着する全綱振か不足し、また４０Ｉｋｔ
チ以上を用いると、Ｓｉ、Ｎ４焼結体としての％像が失
なわれるためである。
な金ＪＩ４＃ＩＩ化物の使用倉としては５〜４０ｍｋ優
が好しい。七の地山ｔよ、心安とする接合強酸にもよる
か、５１に：ｍチ以下では彊駒硼化物か分鱗してＴｈ鮎
体の表面層に付着する全綱振か不足し、また４０Ｉｋｔ
チ以上を用いると、Ｓｉ、Ｎ４焼結体としての％像が失
なわれるためである。
蓋ｈ４８化物としてａｌ−子比の異なる化付物か多数存
仕するが、それらのなかでもこの発明ではＣｒＢ１、Ｍ
ｏ２Ｂ５ ｓ Ｍｏ！Ｂ ｓ ＭｏＢ、、ＷＢ−１Ｗ、
Ｂなどが特ＫＭ効でめる。その゛塩山は、焼結によって
焼結体＠幽に析出する金Ｈｉ４層としてこれらの金−が
金属ロウ材との劇れ性が良いためである。
仕するが、それらのなかでもこの発明ではＣｒＢ１、Ｍ
ｏ２Ｂ５ ｓ Ｍｏ！Ｂ ｓ ＭｏＢ、、ＷＢ−１Ｗ、
Ｂなどが特ＫＭ効でめる。その゛塩山は、焼結によって
焼結体＠幽に析出する金Ｈｉ４層としてこれらの金−が
金属ロウ材との劇れ性が良いためである。
を九Ｍｇｏ％ＢｅＯｓ Ｚｒ０１などの酸化物系焼結助
剤Ω便用量は１〜２０重童優が過当である。
剤Ω便用量は１〜２０重童優が過当である。
これはｉｇ重−以下では焼結時に光分な焼結密度か得ら
れず、また２０３に鷲チ以上ではＳｉ３Ｎ２の粒界層が
ガラス層化してｉ＠ｂ温ｔｊ！！１度が低下するためで
ある。
れず、また２０３に鷲チ以上ではＳｉ３Ｎ２の粒界層が
ガラス層化してｉ＠ｂ温ｔｊ！！１度が低下するためで
ある。
そしてこの発明における焼結条件としては１６５０〜１
８５０℃、０．５〜６＃ｆ間が過当である。
８５０℃、０．５〜６＃ｆ間が過当である。
かくして得られるこの発明の接合性を狗上したＳｊｍＮ
ａＴｈ結体は、表面層の金属が焼結体内部ＫＱく埋もれ
ているために１真空蒸着や通常のメタライジング法と比
較すると、微量で強度の高い接合層を得ることができる
のである。
ａＴｈ結体は、表面層の金属が焼結体内部ＫＱく埋もれ
ているために１真空蒸着や通常のメタライジング法と比
較すると、微量で強度の高い接合層を得ることができる
のである。
なおこの発明における焼結時の雰吐気としては、Ｎ！、
Ｎｉｌ・などの輩本供給源となるガス体のほかにこれら
とＣＯ％Ｈ８勢のガスとの混合ガスであっても差支えな
い。
Ｎｉｌ・などの輩本供給源となるガス体のほかにこれら
とＣＯ％Ｈ８勢のガスとの混合ガスであっても差支えな
い。
次にとの発明を実施？１１によプ詳細に説明する。
実施例
５ｔａｒｃｋ社製、Ｈ−１ｇｒａｄｅのＳｉ、Ｎ４粉末
に対 □して第１表に示す量の焼結助剤および金属硼化
物粉末を配合し、これを１０時時間式ボールミル攪ｐＰ
を行った。
に対 □して第１表に示す量の焼結助剤および金属硼化
物粉末を配合し、これを１０時時間式ボールミル攪ｐＰ
を行った。
侍られたスラリーを乾燥後、これに有機粘結剤としてス
テアリン酸５−を加え、ｌ０Ｘ７Ｘ４０■時間の焼結を
行った。
テアリン酸５−を加え、ｌ０Ｘ７Ｘ４０■時間の焼結を
行った。
得られた焼結体の特性を調べたところ第１衣ｒｃ示す結
果が得られた。
果が得られた。
なお接合状態のテストは角棒状のＳＫ材５×５簡の先端
に、同サイズのこの発明で得九Ｓ ｉ ＩＮ４ ＭＬ結
体ｔ−欽ロク付けし、この試験片のＳＫ材側を保持し、
焼結体側に荷′Ｊｋをかけて接合性の良査を當温で判定
した。
に、同サイズのこの発明で得九Ｓ ｉ ＩＮ４ ＭＬ結
体ｔ−欽ロク付けし、この試験片のＳＫ材側を保持し、
焼結体側に荷′Ｊｋをかけて接合性の良査を當温で判定
した。
この結果、接合性の良好なものは銀ロウの内部で破壊し
ているのに対し、劣る屯のＦｉＳｉｌＮ、焼結体の表向
ではがれていることが恥められ友。
ているのに対し、劣る屯のＦｉＳｉｌＮ、焼結体の表向
ではがれていることが恥められ友。
これはＳｉ、Ｎ４焼結体表面の金属層との結合の強度の
差によるものと推定される。
差によるものと推定される。
第 １ 表
なり上記実施例は何れも常圧焼結について記載したか、
この＠明は常圧焼結のみｒｃ限定されるものでＬなく、
ホントプレス法によって得た焼結体の一合でも全く−じ
効果があることは確Ｍｌ〜だ。
この＠明は常圧焼結のみｒｃ限定されるものでＬなく、
ホントプレス法によって得た焼結体の一合でも全く−じ
効果があることは確Ｍｌ〜だ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１） （ａ） ｐｅｓｏｓ、ＣａＯ１Ｍｇ０１Ａ
ｊ、０８、Ｂｅ０１ＮｉＯ１Ｃｒ ＠０＠、Ｚｒ０１、
Ｓｉｎ、、Ｙ２Ｏ２、ＣａＯ２などの酸化物粉末の少く
ともｌ種以上を１〜２０重量−１ （ｂｌ）Ｔａ％Ｗ、 Ｍｏ、Ｃｒ などの金属の硼化
物粉末の少くとも１種以上ｔ５〜４０１量饅、 （Ｃ） 残部が窒化けい素粉末 の混合粉末を用いて焼結したことを特徴とする窒化けい
素焼細体。 （２） 窒化けい素粉末は、その粒子径が０．１−６
μで鎖粉末中の他の金属不純物総量が１−以下であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電化けい素
焼細体。 （り ｍ金粉末をＮ、ガス雰囲気中で焼結したことを
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。 （４） 混合粉末をＮ８ガスを含む雰−気中で焼結し
たことを特徴とする特許請求の範囲第１塊記執０ｗＩＬ
化は一素焼結体。 □
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56163275A JPS5864272A (ja) | 1981-10-12 | 1981-10-12 | 窒化けい素焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56163275A JPS5864272A (ja) | 1981-10-12 | 1981-10-12 | 窒化けい素焼結体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5864272A true JPS5864272A (ja) | 1983-04-16 |
Family
ID=15770707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56163275A Pending JPS5864272A (ja) | 1981-10-12 | 1981-10-12 | 窒化けい素焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5864272A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6027643A (ja) * | 1983-07-27 | 1985-02-12 | 株式会社日立製作所 | 高温構造部材 |
| JPS6178657A (ja) * | 1984-09-27 | 1986-04-22 | Toshiba Corp | プリンタ用ガイド部材 |
| EP0185224A2 (en) * | 1984-12-14 | 1986-06-25 | Gte Laboratories Incorporated | Abrasion resistant silicon nitride based articles |
| US4876227A (en) * | 1986-07-18 | 1989-10-24 | Corning Incorporated | Reaction sintered boride-oxide-silicon nitride for ceramic cutting tools |
| US5643842A (en) * | 1992-10-14 | 1997-07-01 | Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. | Low-friction ceramics |
| CN105132780A (zh) * | 2015-08-17 | 2015-12-09 | 蓬莱市超硬复合材料有限公司 | 一种高速线材轧机用导卫辊及其制备方法 |
-
1981
- 1981-10-12 JP JP56163275A patent/JPS5864272A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6027643A (ja) * | 1983-07-27 | 1985-02-12 | 株式会社日立製作所 | 高温構造部材 |
| JPH052626B2 (ja) * | 1983-07-27 | 1993-01-12 | Hitachi Ltd | |
| JPS6178657A (ja) * | 1984-09-27 | 1986-04-22 | Toshiba Corp | プリンタ用ガイド部材 |
| JPH0257778B2 (ja) * | 1984-09-27 | 1990-12-05 | Tokyo Shibaura Electric Co | |
| EP0185224A2 (en) * | 1984-12-14 | 1986-06-25 | Gte Laboratories Incorporated | Abrasion resistant silicon nitride based articles |
| JPS61146762A (ja) * | 1984-12-14 | 1986-07-04 | バレナイト・インコーポレイテッド | 耐摩耗性窒化珪素基物品 |
| EP0185224A3 (en) * | 1984-12-14 | 1987-02-25 | Gte Laboratories Incorporated | Abrasion resistant silicon nitride based articles |
| US4876227A (en) * | 1986-07-18 | 1989-10-24 | Corning Incorporated | Reaction sintered boride-oxide-silicon nitride for ceramic cutting tools |
| US5643842A (en) * | 1992-10-14 | 1997-07-01 | Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. | Low-friction ceramics |
| CN105132780A (zh) * | 2015-08-17 | 2015-12-09 | 蓬莱市超硬复合材料有限公司 | 一种高速线材轧机用导卫辊及其制备方法 |
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