JPS59184771A - 窒化珪素焼結体の製造方法 - Google Patents
窒化珪素焼結体の製造方法Info
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- JPS59184771A JPS59184771A JP58058850A JP5885083A JPS59184771A JP S59184771 A JPS59184771 A JP S59184771A JP 58058850 A JP58058850 A JP 58058850A JP 5885083 A JP5885083 A JP 5885083A JP S59184771 A JPS59184771 A JP S59184771A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は窒化珪素焼結体の製造方法の改良に関するもの
である。
である。
窒化珪素焼結体は構造用セラミックスとして注目されて
いる。この窒化珪素焼結体の高強度を実現する方法とし
て、優れた焼結助剤の開発、窒化珪素原料粉末の改良等
が図られている。
いる。この窒化珪素焼結体の高強度を実現する方法とし
て、優れた焼結助剤の開発、窒化珪素原料粉末の改良等
が図られている。
本発明は高強度の窒化珪素焼結体を製造づ−る方法を提
供することを目的とするものである。
供することを目的とするものである。
発明者等は高強度の窒化珪素焼結体の製造方法をＱ１究
した結渠、原料粉末である窒化珪素粉末と焼結助剤粉末
との粒度比をある範囲に定めることにより得られる窒化
珪素焼結体の強度が向上づ゛ることを確認し、本発明を
完成したものである。
した結渠、原料粉末である窒化珪素粉末と焼結助剤粉末
との粒度比をある範囲に定めることにより得られる窒化
珪素焼結体の強度が向上づ゛ることを確認し、本発明を
完成したものである。
本発明の窒化珪素焼結体の製造方法は、窒化珪素粉末と
焼結助剤粉末とを混合した原料粉末を成形、焼成して窒
化珪素焼結体を製造する方法において、窒化珪素粉末の
最大粒径が５ミクロン以下、平均粒径が１ミクロン以下
であり、焼結助剤わ）末の最大粒径、平均粒径は窒化珪
素粉末の最大粒径、平均粒径の各々３１５以下、２／３
以下とり−ることを特徴とするものである。
焼結助剤粉末とを混合した原料粉末を成形、焼成して窒
化珪素焼結体を製造する方法において、窒化珪素粉末の
最大粒径が５ミクロン以下、平均粒径が１ミクロン以下
であり、焼結助剤わ）末の最大粒径、平均粒径は窒化珪
素粉末の最大粒径、平均粒径の各々３１５以下、２／３
以下とり−ることを特徴とするものである。
本発明の製造方法においては、原料粉末の窒化珪素粉末
と焼結助剤粉末の粒度に特色を右する。
と焼結助剤粉末の粒度に特色を右する。
原料粉末の粒度以外の原第３１粉末の組成、成形工程、
焼結工程等については従来の窒化珪素焼結体の製造方法
のそれらと同一である。
焼結工程等については従来の窒化珪素焼結体の製造方法
のそれらと同一である。
本発明の製造方法においては原料粉末を構成−リ−る窒
化珪素粉末は、その最大粒径が５μ以下、平均粒径が１
μ以下である。なお、最大粒径が５μ、平均粒径が１μ
を上回る場合には高強度の窒化珪素焼結体得られない。
化珪素粉末は、その最大粒径が５μ以下、平均粒径が１
μ以下である。なお、最大粒径が５μ、平均粒径が１μ
を上回る場合には高強度の窒化珪素焼結体得られない。
最も好ましい窒化珪素粉末の最大粒径範囲は１〜３μで
ある。また、窒化珪素粉末の最も望ましい平均粒径は０
．５μ〜０゜８μである。
ある。また、窒化珪素粉末の最も望ましい平均粒径は０
．５μ〜０゜８μである。
焼結助剤粉末の粒径は、窒化珪素粉末の粒径に対して規
定される。焼結助剤粉末の最大粒径は、窒化珪素粉末の
最大粒径の３１５以下、焼結助剤粉末の平均粒径は窒化
珪素粉末の平均粒径の２／３以下とする必要がある。な
お、より好ましい焼結助剤粉末の最大粒径は窒化珪素粉
末の最大粒径の１／３〜２１５、より好ましい焼結助剤
粉末の平均粒径は窒化珪素粉末の平均粒径の１１５〜１
／２である。
定される。焼結助剤粉末の最大粒径は、窒化珪素粉末の
最大粒径の３１５以下、焼結助剤粉末の平均粒径は窒化
珪素粉末の平均粒径の２／３以下とする必要がある。な
お、より好ましい焼結助剤粉末の最大粒径は窒化珪素粉
末の最大粒径の１／３〜２１５、より好ましい焼結助剤
粉末の平均粒径は窒化珪素粉末の平均粒径の１１５〜１
／２である。
焼結助剤としては従来と同様にイツトリア、アルミナ、
マグネシア、および２価の金ＦＡ Ｍ化物と酸化の金属
酸化物の複酸化物であるスピネルが用いられる。焼結助
剤の配合割合は従来の窒化珪素焼結体の製造方法と同様
に窒化珪素粉末１００小伍部に対して４〜１０重市部程
度である。なｄ３、本発明の製造方法においても、窒化
珪素粉末ど焼結助剤粉末は可能な限り均一に混合されて
いる必要がある。このために、窒化珪素粉末と焼結助剤
粉末をボールミルその伯の公知の適当な方法で十分に混
合して使用する必要がある。
マグネシア、および２価の金ＦＡ Ｍ化物と酸化の金属
酸化物の複酸化物であるスピネルが用いられる。焼結助
剤の配合割合は従来の窒化珪素焼結体の製造方法と同様
に窒化珪素粉末１００小伍部に対して４〜１０重市部程
度である。なｄ３、本発明の製造方法においても、窒化
珪素粉末ど焼結助剤粉末は可能な限り均一に混合されて
いる必要がある。このために、窒化珪素粉末と焼結助剤
粉末をボールミルその伯の公知の適当な方法で十分に混
合して使用する必要がある。
この原料粉末よりセラミックス成形体を製ｊ告づ−る工
程は、従来のセラミックス成形体の製造工程をそのまま
使用することができる。例えば複雑４ｆ形状のセラミッ
クス成形体どするためには、レラミックス射出成形法を
利用することができる。レラミックス射出成形法は原料
粉末に樹脂を）昆合し、一定の混練物を形成した後、通
常のプラスチックスの射出成形と同一の方法で射出成形
し、その成形体を加熱して樹脂を除去し、セラミックス
成形体〈グリンコンパクト）とするものである。また、
金型に原料粉末を入れ、プレス等で圧縮して圧密化され
たセラミックス成形体を製造づることもできる。ざらに
、スリップキャスティング等の方法でセラミックス成形
体を製造することができる。
程は、従来のセラミックス成形体の製造工程をそのまま
使用することができる。例えば複雑４ｆ形状のセラミッ
クス成形体どするためには、レラミックス射出成形法を
利用することができる。レラミックス射出成形法は原料
粉末に樹脂を）昆合し、一定の混練物を形成した後、通
常のプラスチックスの射出成形と同一の方法で射出成形
し、その成形体を加熱して樹脂を除去し、セラミックス
成形体〈グリンコンパクト）とするものである。また、
金型に原料粉末を入れ、プレス等で圧縮して圧密化され
たセラミックス成形体を製造づることもできる。ざらに
、スリップキャスティング等の方法でセラミックス成形
体を製造することができる。
焼結工程も従来のセラミックス焼結体の装造方法の焼結
工程をそのまま採用することかできる。すなわち、上記
のセラミックス成形体を窒素ガス雰囲気下で１６５０〜
１８００℃に、１〜４時間加熱し、窒化珪素焼結体とす
るものである。
工程をそのまま採用することかできる。すなわち、上記
のセラミックス成形体を窒素ガス雰囲気下で１６５０〜
１８００℃に、１〜４時間加熱し、窒化珪素焼結体とす
るものである。
本発明の製造方法においては、その原料粉末である窒化
珪素粉末と焼結助剤粉末の粒径が焼結し易い粒度範囲内
にあるために、焼結が容易となり、優れた高い強度をも
つ窒化珪素焼結体が得られる。
珪素粉末と焼結助剤粉末の粒径が焼結し易い粒度範囲内
にあるために、焼結が容易となり、優れた高い強度をも
つ窒化珪素焼結体が得られる。
本発明の製造方法で製造される窒化珪素焼結体は、従来
の製造方法で得られる窒化珪素焼結体に比較し、ｉ：１
（品で２０ ｋｇ／ ｍ＋ｎ２程度強１印が高い高強度
の窒化珪素焼結体となる。
の製造方法で得られる窒化珪素焼結体に比較し、ｉ：１
（品で２０ ｋｇ／ ｍ＋ｎ２程度強１印が高い高強度
の窒化珪素焼結体となる。
以下、試験例により説明Ｊ−る。
試験例１
窒化珪素粉末として最大粒径１０μ、平均粒径２μの窒
化珪素粉末を入手した。この市販窒化月素粉末をボール
ミルで粉砕し、最大粒径５μ、平均粒径１μの窒化珪素
粉末、最大粒径２．５μ、平均粒径０．５μの窒化珪素
粉末、最大粒径０゜５μ、平均粒径０．１μの窒化珪素
粉末、それに市販されたままの最大粒径１０μ、平均粒
径２μの窒化珪素粉末とで４種類の粒径の異なる窒化■
１素粉末を調整した。次に焼結助剤としてイソ１〜９フ
５重量部、アルミナ３重量部の混合原料より成る焼結助
剤粉末を調整した。この焼結助剤粉末についてもボール
ミルで粉砕の程度を変え、最大粒径５μ、平均粒径１μ
の焼結助剤粉末、最大粒径２μ、平均粒径０．５μの焼
結助剤粉末、最大粒径０．４μ、平均粒径０．１μの焼
結助剤粉末、最大粒径０．２μ、平均粒径０．０５μの
焼結助剤粉末、合計４種類の焼結ハ１０：５）末を４”
？ ｌζ１゜次に上記４種類の窒化珪素粉末と、上記４
種煩の焼結助剤粉末等組合わせ、第１表に示す７個の原
ｊ′３１粉末を調整した。なＪ夕、いずれの原料扮未も
窒化珪素粉末９２重量％、焼結助剤扮未８車呈％の組成
比とした。
化珪素粉末を入手した。この市販窒化月素粉末をボール
ミルで粉砕し、最大粒径５μ、平均粒径１μの窒化珪素
粉末、最大粒径２．５μ、平均粒径０．５μの窒化珪素
粉末、最大粒径０゜５μ、平均粒径０．１μの窒化珪素
粉末、それに市販されたままの最大粒径１０μ、平均粒
径２μの窒化珪素粉末とで４種類の粒径の異なる窒化■
１素粉末を調整した。次に焼結助剤としてイソ１〜９フ
５重量部、アルミナ３重量部の混合原料より成る焼結助
剤粉末を調整した。この焼結助剤粉末についてもボール
ミルで粉砕の程度を変え、最大粒径５μ、平均粒径１μ
の焼結助剤粉末、最大粒径２μ、平均粒径０．５μの焼
結助剤粉末、最大粒径０．４μ、平均粒径０．１μの焼
結助剤粉末、最大粒径０．２μ、平均粒径０．０５μの
焼結助剤粉末、合計４種類の焼結ハ１０：５）末を４”
？ ｌζ１゜次に上記４種類の窒化珪素粉末と、上記４
種煩の焼結助剤粉末等組合わせ、第１表に示す７個の原
ｊ′３１粉末を調整した。なＪ夕、いずれの原料扮未も
窒化珪素粉末９２重量％、焼結助剤扮未８車呈％の組成
比とした。
次に、上記の原料わ）末をボールミルで混合し、乾燥後
最終的に１ 、２ ｔｏｎ ／ｃｍ２で静水圧成形して
セラミックス成形体とし、これを１０気圧の窒素カス中
で１８００’Ｃに２時間焼結して窒化珪素焼結体を製造
した。、なお、１種類の原料粉末に対して、５０１…Ｘ
３ｎ１ｍＸ３ｓｍｍの棒状テストピースを各２０木製造
した。これらのデス１〜ピースはＶ ｆｆＭで３点曲げ
試験により、その曲げ強度ｋ（Ｉｔ’ ／ｍｍ２を測定
した。ｊｑられた結果を第１表に示ず。
最終的に１ 、２ ｔｏｎ ／ｃｍ２で静水圧成形して
セラミックス成形体とし、これを１０気圧の窒素カス中
で１８００’Ｃに２時間焼結して窒化珪素焼結体を製造
した。、なお、１種類の原料粉末に対して、５０１…Ｘ
３ｎ１ｍＸ３ｓｍｍの棒状テストピースを各２０木製造
した。これらのデス１〜ピースはＶ ｆｆＭで３点曲げ
試験により、その曲げ強度ｋ（Ｉｔ’ ／ｍｍ２を測定
した。ｊｑられた結果を第１表に示ず。
第１表より窒化珪素粉末の最大粒径が５μ以下で、平均
粒径が１μ以下、かつ、焼結助剤の最大粒径が２μ以下
、平均粒径が０．５μ以下で、かつ、焼結助剤の最大粒
径が窒化珪素）分末の最大粒径の３７１５以下、および
焼結助剤粉末の平均粒径が窒化珪素粉末の平均粒径の２
／３以下の原わ１粉末、Ｎｏ、４、ＮＯ，５、Ｎｏ、７
についでは、いづれも曲げ強度が８９〜１０５であった
。これに対して窒化珪素粉末と焼結助剤粉末の粒度比が
本梵明の粒度比に入っていないＮＯ，１、Ｎｏ。
粒径が１μ以下、かつ、焼結助剤の最大粒径が２μ以下
、平均粒径が０．５μ以下で、かつ、焼結助剤の最大粒
径が窒化珪素）分末の最大粒径の３７１５以下、および
焼結助剤粉末の平均粒径が窒化珪素粉末の平均粒径の２
／３以下の原わ１粉末、Ｎｏ、４、ＮＯ，５、Ｎｏ、７
についでは、いづれも曲げ強度が８９〜１０５であった
。これに対して窒化珪素粉末と焼結助剤粉末の粒度比が
本梵明の粒度比に入っていないＮＯ，１、Ｎｏ。
２、Ｎｏ、３、Ｎ Ｏ、６（７）Ｄｉ料粉末Ｔ：１０
ラ；ＦＬ タ窒化珪素焼結体は、その焼結強度が６５〜
７４であり、強度が低いことが明らかとなった。
ラ；ＦＬ タ窒化珪素焼結体は、その焼結強度が６５〜
７４であり、強度が低いことが明らかとなった。
試験例２
試験例１の焼結助剤粉末に変えてイソ１−リア５ｆｆｉ
ｆｆｉ部、マグネシアアルミナスピネル５重石部との混
合粉末を焼結助剤として用いた。この−イソ１〜リア、
スピネル系の焼結助剤についても試験例１ど同様にボー
ルミルで粉砕し、試験例１ど同じように最大粒径５μ、
平均粒径１μの焼結助剤粉末、最大粒径２μ、平均粒径
０．５μの焼結助剤粉末、最大粒径０．４μ、平均粒径
０．１μの焼結助剤粉末および最大粒径０．２μ、平均
粒径０．０５μの４種類の焼結助剤粉末を調整した。主
原ｆｌである窒化珪素粉末については試験例１と同じ／
１種類の窒化珪素粉末を用いた。これらの窒化珪素粉末
と焼結材粉末を第２表に示す−組合わけて配合し、７種
の原料粉末を調整した。各原料粉末についで試験例１と
同様に成形焼成し、各々２０本の試験片を作成した。そ
の後、同様に３点曲げ試験を行ない曲げ強度を測定した
。その結果を第２表に合わせて示す。
ｆｆｉ部、マグネシアアルミナスピネル５重石部との混
合粉末を焼結助剤として用いた。この−イソ１〜リア、
スピネル系の焼結助剤についても試験例１ど同様にボー
ルミルで粉砕し、試験例１ど同じように最大粒径５μ、
平均粒径１μの焼結助剤粉末、最大粒径２μ、平均粒径
０．５μの焼結助剤粉末、最大粒径０．４μ、平均粒径
０．１μの焼結助剤粉末および最大粒径０．２μ、平均
粒径０．０５μの４種類の焼結助剤粉末を調整した。主
原ｆｌである窒化珪素粉末については試験例１と同じ／
１種類の窒化珪素粉末を用いた。これらの窒化珪素粉末
と焼結材粉末を第２表に示す−組合わけて配合し、７種
の原料粉末を調整した。各原料粉末についで試験例１と
同様に成形焼成し、各々２０本の試験片を作成した。そ
の後、同様に３点曲げ試験を行ない曲げ強度を測定した
。その結果を第２表に合わせて示す。
第２表よりも窒化珪素粉末と焼結助剤粉末の粒度比が本
発明の粒度比に入っているものは焼結体強度が２０ｋｇ
ｆ／ｍｍ２程度向上することが明らかになった。
発明の粒度比に入っているものは焼結体強度が２０ｋｇ
ｆ／ｍｍ２程度向上することが明らかになった。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１〉窒化珪素粉末と焼結助剤粉末とを混合した原料粉
末を成形、焼成して窒化珪素焼結体を製造する方法にお
いて、 窒化珪素粉末の最大粒径が５ミクロン以下、平均粒径が
１ミクロン以下であり、焼結助剤粉末の最大粒径、平均
粒径は窒化珪素粉末の最大粒径、平均粒径の各々３１５
以下、２／３以下とすることを特徴とする窒化珪素焼結
体の製造方法。 （２）焼結助剤はイツトリア、マグネシア、アルミナ、
スピネルの１ ｆｊＩ！または２種以上である特６′Ｆ
請求の範囲第１項記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58058850A JPS59184771A (ja) | 1983-04-04 | 1983-04-04 | 窒化珪素焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58058850A JPS59184771A (ja) | 1983-04-04 | 1983-04-04 | 窒化珪素焼結体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59184771A true JPS59184771A (ja) | 1984-10-20 |
| JPH0515667B2 JPH0515667B2 (ja) | 1993-03-02 |
Family
ID=13096147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58058850A Granted JPS59184771A (ja) | 1983-04-04 | 1983-04-04 | 窒化珪素焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59184771A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61163170A (ja) * | 1985-01-14 | 1986-07-23 | トヨタ自動車株式会社 | Ｓｉ↓３Ｎ↓４焼結体の製造方法 |
| JPS61178473A (ja) * | 1985-02-01 | 1986-08-11 | トヨタ自動車株式会社 | Ｓｉ↓３ Ｎ↓４焼結体の製造方法 |
| JPS61178470A (ja) * | 1985-02-04 | 1986-08-11 | イビデン株式会社 | 寸法精度の優れた窒化物焼結体の製造方法および寸法精度の優れた耐熱性治具用窒化物焼結体 |
| JPS61186263A (ja) * | 1985-02-13 | 1986-08-19 | トヨタ自動車株式会社 | 窒化珪素焼結体の製造方法 |
| JPS61191564A (ja) * | 1985-02-18 | 1986-08-26 | トヨタ自動車株式会社 | 窒化珪素焼結体およびその製造方法 |
| JPS61191565A (ja) * | 1985-02-18 | 1986-08-26 | トヨタ自動車株式会社 | 窒化珪素焼結体の製造方法 |
| JPS63170267A (ja) * | 1987-01-08 | 1988-07-14 | 信越化学工業株式会社 | 窒化けい素焼結体の製造方法 |
| US4935388A (en) * | 1985-04-29 | 1990-06-19 | Norton Company | Rolling contact bearings, material for bearing surfaces, and process therefor |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5864279A (ja) * | 1981-10-12 | 1983-04-16 | 住友電気工業株式会社 | 非酸化物セラミツクス焼結体 |
-
1983
- 1983-04-04 JP JP58058850A patent/JPS59184771A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS61186263A (ja) * | 1985-02-13 | 1986-08-19 | トヨタ自動車株式会社 | 窒化珪素焼結体の製造方法 |
| JPS61191564A (ja) * | 1985-02-18 | 1986-08-26 | トヨタ自動車株式会社 | 窒化珪素焼結体およびその製造方法 |
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| JPS63170267A (ja) * | 1987-01-08 | 1988-07-14 | 信越化学工業株式会社 | 窒化けい素焼結体の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0515667B2 (ja) | 1993-03-02 |
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