JPS5879872A - 非酸化物セラミツクスのホツトプレス方法 - Google Patents

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】 ζＯ尭ａａ非象化物セラミックスのホットプレス方法ｏ
ｔＸ＊に４ｋＤ、詳り、＜Ｏヘルド、５ｉ３Ｎｓ　する
ｈｍｓ＋ｃなどの非酸化物セラミックスをカーボン量−
ルビ中でホットプレス焼結するＫＷＡして非線化物セラ
ミックスとカーボンモールドの間に絢とｔ４を像とする
ものである。

蛾近セラミックス材料、特に耐熱性材料としてのセラミ
ックスの開発が盛んに行われている。

なかでも高ｍにおいて安定な耐熱性ｖｌＪ質である共有
結合性化合物、籍に電化けい素（Ｓｉ３Ｎ＊　）や電化
けい素（ＳｉＣ）が非常にすぐれた材料である） ことは知られている。

一般にセラミックスは原料セラミックス粉末を成形焼結
して得られるものであるが、Ｓｉ＠Ｎ４、ＳｉＣなどの
場合は一般の酸化物セラミックスと異なり、−焼結性物
質であるため、単涯組成たとえばＳｉ劇。

看末のみを焼結しても緻密な焼結体を得ることは２難で
ある。

このためＳｉ、Ｎ、粉末＆ＣＭｇＯ１Ａ４０３、Ｙ２Ｏ
１、ＣｅＯ，、邸ｃＯなどの酸化物粉末を焼結助剤とし
て加えて焼結することが行われている。

セして焼結としては、普遍焼結、反応焼結あるｉはホッ
トプレス焼結が知られているか、なかでも高温下で加圧
しなから焼結するホットプレス焼結法によれに、よシ緻
密な焼結体ｔ−得ることができるのである。

ところがこのホットプレス法においては成形用モールド
が必要であ〕、このような成形用モールドとしては＾温
下で外部圧力に充分耐えられる＾温強を會有し、かつ種
々の形状に加工しうる材料で形成されることが好ましい
。

ζＯような一点から、従来は高温！に度にすぐれ、かつ
切削加工性にもすぐれてｉるカーボンが成形用モールド
の材料として広く用−られている。

しかしながらカーボンはＳｉ３Ｎ、やＳｉＣと反応して
凝着を引きおζすため、試料表面にカーボンとの反応層
を生成し九〕、を九凝着によって試料をカーボンの（−
ルドから取り出すことができないなどＯ欠点を有してい
るのである。

そしてこのような欠点を龜除くためにカーボン毫−ルド
ｔａｔｎ社にすることによって試料を取出すことも行わ
れて−る（特公［１５ｇ−１１６６５号）。

とζろがこの方法ではカーボンの消耗が泳しくコスト的
Ｋ１１ｌＩｉＨｋがあるほか、カーボンとの反応による
試料表−の異常層の尭生という問題の解訣にはならない
のである。

このようなことからカーボンモールド中でセラミックス
材料を成形焼結する時に、モールドとセラミックス材料
との間に厚さ８−以上のＢＮ粉末廟を介在させることが
発表されているが、（％開１＠６６−４２１１１２号）
この方法では、成形体の胸囲が一体によって拘束されな
いために、圧力をかけ丸時に該成形体が圧壊しやすいと
いう欠点が見られるのである。

そζで本発明者らはカーボンモールドと該モールド中に
充填するセラミックス材料との間にカーボン、セラミッ
クス材料の両者と反応性がなく、ま良セラミックス材料
との摩擦の少ない物質を介在させてホットプレスｔ−繰
返した結果、前記しえような欠点ｔ−除去しうることを
見出し、この発明に至ったのである。

即ちこの発明はモールド中に充填するセラミックス材料
とカーボンモールドとの間に両者との反応性が１に％Ａ
タングステン、モリブデン、メンタル勢の金属の板体あ
るいは粉末層を介在・層として川−てセラミックス材料
をホ、ツ訃プレスする方法な＃！供するものである。

この発明の方法によればホットプレス焼結時にセラミッ
クス材料とカーメンとの反応が、タングステン、モリブ
デン、タンタル等の金属の介在層によって阻止されるか
ら、焼結体を簡単にモールドから取出すことができ、高
密度、高強度の焼結体を得ることができる。

なシミの発明において介在層として用いるタングステン
、モリブデン、タンタル等の金属の形状としては、厚さ
０．２〜１０■の板体のほか、厚さ０１〜ｂ■の粉末層
とすることが望ましい。そして板体の場合に厚さを上記
の範囲に限定するのは、＆２■厚以下ではカーボンモー
ルドとの反応をとめる効果がなく、また１０−以上はコ
ストが＾くなるだけでよりよい効果を示さないためであ
る。

次Ｋｍ末層とする場合の上記限定は、０．２−以下では
カーボンモールドとの反応をとめる効果がなく、１九６
−以上でｔｉ成形体の周囲の拘束が弱くなって、圧力を
加えた時に該成形体が圧壊するためである。

こＯ発明におけるホットプレス焼結源度は目１０〜１９
００℃がのぞましく、１４００℃以下では焼結が不十分
となり、また１９００℃以上ではＳｌ、Ｎ４の昇華分解
が活発となって好ましくない。

壕え圧力としてＦｉ１００〜４００？／Ｃ−が適当であ
る。

次にこの発明′に実施例に上り評細Ｖこ説明する。

実施例 一相が９０％のＳｔ、Ｎ４粉本に５重置％のＭｇＯ粉末
を配合して混合粉砕し、これを５００　Ｋｇ／ｌメの圧
力で一辺１００■、厚さ８０■の平板に成形した。

次にこの成形体ｔ−第１表に示すような金属板、金属粉
末の介在層を設けてカーボンモールド中にセットし、１
７０６ｃ、圧力２００　ＬＩ１０＋／の条件で８０分−
のホットプレス焼結を行った。

得られた焼結体のカーボンモールドからの１ｌＩＩｌ！
！Ｉ！性？表向状−を調べた。

結果ｔｉｊｌｌＦの通りであった。

上表＊ｂこの発＃４による焼結体はカーボンモールドか
らの離型性にすぐれ、表面変質層も存在しないことがａ
ｍされた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ５１、Ｎ、　　ある−はＳｊＣなどの非酸化物セラミッ
   クス管カーボンモールド中でホットプレス焼結するＫＩ
   ＩＬ、麹−紀非駿化物セラミックスとカーボンモールド
   １ドと４ＤＩ４１にタングステン、モリブデン、タンタ
   ルなとｏ＊ａｉの介在層を設けてホットプレス焼結する
   ことを％黴とする非酸化物セラミックスのホットプレス
   方法。