JPS59190268A - Silicon carbide sintered body - Google Patents

Silicon carbide sintered body

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JPS59190268A
JPS59190268A JP58236063A JP23606383A JPS59190268A JP S59190268 A JPS59190268 A JP S59190268A JP 58236063 A JP58236063 A JP 58236063A JP 23606383 A JP23606383 A JP 23606383A JP S59190268 A JPS59190268 A JP S59190268A
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silicon carbide
sintered body
component
aluminum
sintering
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 は成形体の常圧焼結法によってもf4られて、緻密にし
て、かつ高温下でも高い強度を有する炭化ケイ素質焼結
体に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a silicon carbide sintered body which is made dense by a pressureless sintering method and has high strength even at high temperatures.

炭化ケイ素質焼結体はエンシニアリングセラミンクスの
一つとして、窒化ケイ素質焼結体などと共に有望視され
ており、炭化ケイ素質焼結体及びその製法に関し、多く
の提案がなされている。製法については、反応焼結法,
ホットプレス法、常圧焼結法などが挙げられる。反応焼
結法は例えば炭素質成形体に金属ケイ素を含浸させ、反
応温度下で両者を反応させて炭化ケイ素質焼結体とする
もので、焼成収縮はほとんどない、任意の複雑形状の焼
結体が得られるなどの利点があるものの、約1400″
Cにて急檄に強度低下する欠点がある。
BACKGROUND ART Silicon carbide sintered bodies are considered to be promising along with silicon nitride sintered bodies as one of the encinaging ceramics, and many proposals have been made regarding silicon carbide sintered bodies and methods for producing the same. Regarding manufacturing methods, reaction sintering method,
Examples include hot press method and pressureless sintering method. In the reaction sintering method, for example, a carbonaceous molded body is impregnated with metallic silicon and the two are reacted at a reaction temperature to form a silicon carbide sintered body, which can be sintered into any complex shape with almost no firing shrinkage. Although there are advantages such as gaining a body, it is about 1400″
There is a drawback that the strength suddenly decreases in C.

ホットプレス法は硼素化合物、炭素源物質、全屈アルミ
ニウl−.S化アルミニウムなどの少量を炭化ケイ素粉
末に添加混合し、これを高温高圧処理するもので、反応
焼結法や常辻焼紹〃、に比べて一般に高強度高富度焼結
体がfη・られる。しかしこれらのホントプレス焼16
体もij5化ケイ素の高温における翻然性、耐酸化性、
削熱独J?l性などの優れた物性を活かして、ガスクー
ヒン部材その他の高温用構造材料などとして利用するた
めには、強度は室温においてのみではなく、高温下でも
高いことが要求される。これを満足するホットプレス焼
結体もようやく開発されつつある。
The hot press method uses a boron compound, a carbon source material, and a fully bent aluminum l-. This method involves adding and mixing a small amount of aluminum sulfide to silicon carbide powder and subjecting it to high-temperature, high-pressure treatment.Compared to the reaction sintering method and Tsunetsuji sintering method, a high-strength, high-rich sintered body is generally produced. . However, these real press baked 16
The body also has high temperature stability and oxidation resistance of silicon pentoxide.
Heat-reducing German J? In order to make use of its excellent physical properties such as lactic properties and to utilize it as a gas-kuhin member or other high-temperature structural material, it is required to have high strength not only at room temperature but also at high temperatures. Hot-pressed sintered bodies that satisfy this requirement are finally being developed.

すなわち特開昭55−47275には特殊な処理をした
炭化ケ仁渫粉末のみの焼結体が、特開昭55−6757
2には窒化アルミニウム及び又は窒化硼素誹加系の、特
開昭55−167179及び特開昭56−9277には
アルミニウム粉末またはリン化アルミニウム添加系の、
特開昭56−92168にはマグネシウム源添加系の、
特開昭56−.92169には−くリリウム分、硼素分
又はアルミニウム分添加系の、高温下でも強度の大きい
炭化ケイ素質焼結体がそれぞれ記載されている。しかし
これらはいずれもホットプレス法によるものであって、
きわめて単純な形状に限定され、形状の任意性に劣ると
いう短所の故に、いまだ真に有用なエンジニアリングセ
ラミックスとして満足できるものではない。
In other words, JP-A No. 55-47275 has a sintered body made of only carbide powder that has been specially treated, and JP-A No. 55-6757
No. 2 contains aluminum nitride and/or boron nitride additives, and JP-A-55-167179 and JP-A-56-9277 contain aluminum powder or aluminum phosphide additives.
JP-A-56-92168 discloses a magnesium source addition system,
Japanese Patent Publication No. 1983-. No. 92169 describes a silicon carbide sintered body which has a high strength even at high temperatures and is added with a chloride content, a boron content, or an aluminum content. However, all of these are based on the hot press method,
Because of the disadvantages of being limited to extremely simple shapes and having poor flexibility in shape, they are still not satisfactory as truly useful engineering ceramics.

一力、常圧焼結法は、適宜な焼結助剤を添加することに
より、本来焼結しにくい炭化ケイ素粉末の成形体を大気
圧又はその近くの常圧の雰囲気下で焼結するもので、任
意の形状の高密度高強度焼結体が得られるが、その強度
、特に高温強度は未だ不充分であったり、その他の難点
を有するものであった。すなわち特開昭57−4257
7には醇化アルミニウムを少量添加した炭化ケイ素質常
圧焼結体が記載されているが、その1400°C曲げ強
度はたかだか58 K g / ll1m 2にとどま
り、また特開Ltd 57−88079記載の炭素質添
加の炭化ケイ素質常圧焼結体は1200°O+liげ強
度的71Kg/mm2を示ずものの、割圧焼R1後に更
にケイ化処理工程を必要とし、反応焼結晶と同様に14
00°Oイ」近で急激に強度低下するど考えられる。
The pressureless sintering method is a method in which a compact of silicon carbide powder, which is inherently difficult to sinter, is sintered at atmospheric pressure or near atmospheric pressure by adding an appropriate sintering aid. Although it is possible to obtain a high-density, high-strength sintered body of any shape, its strength, particularly its high-temperature strength, is still insufficient or it has other drawbacks. That is, Japanese Patent Publication No. 57-4257
No. 7 describes a silicon carbide pressureless sintered body to which a small amount of aluminum oxide is added, but its 1400°C bending strength is only 58 K g/ll1 m2 at most, and the Although the carbonaceous-added silicon carbide pressureless sintered body did not show a 1200° O+living strength of 71 Kg/mm2, it required an additional silicification treatment step after the split-pressure sintering R1, and the 14
It is thought that the strength suddenly decreases near 00°O.

本発明者はホントプレス法によらずに常圧焼結法によっ
てでもホットプレス体と同程度又はそれ以−にの特性を
有する炭化ケイ素質焼結体を見出すことを目的に実験を
重ね、既にいくつかの提案をしてきたものであるか、こ
のたび、り、シ定のアルミニウム化合物などを特定量台
イjする炭化ケイ素質焼結体が常圧焼結法で調製するこ
とかでさ、かつ強度、■度などの物性で特に優れている
ことを見出して本発明に至ったものである。
The present inventor has conducted repeated experiments with the aim of finding a silicon carbide sintered body that has properties comparable to or better than that of hot-pressed bodies even when using the pressureless sintering method instead of using the real press method, and has already done so. We have made several proposals, and now we have discovered that a silicon carbide sintered body containing a specific amount of aluminum compound can be prepared by an atmospheric pressure sintering method. The present invention was based on the discovery that it is particularly excellent in physical properties such as strength and strength.

すなわち本発明は、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミ
ニウム及び酸化炭化アルミニウムがら選(オれる一種以
」二(ただし窒化アルミニウムのみのJL1合を除く)
3〜25重紙%(以下、特記ない限り、重量%を単に%
と略記する) 、l1la放元素の耐化物0.2〜15
%及び炭化ケイ素残部とからなる炭化ケイ素質焼結体を
要旨とするものである。
That is, the present invention provides aluminum nitride, aluminum oxynitride, and aluminum oxide carbide.
3-25 weight paper% (Hereinafter, unless otherwise specified, weight% is simply %)
(abbreviated as), l1la element resistance 0.2-15
% and the remainder silicon carbide.

本発明の焼結体は三種の必須成分を有する。The sintered body of the present invention has three essential components.

第一は主成分である炭化ケイ素である。本発明の焼結体
における炭化ケイ素はα型でもβ型でも、また両者の混
在したものであってもよい。
The first is silicon carbide, which is the main component. The silicon carbide in the sintered body of the present invention may be α-type, β-type, or a mixture of both.

なかでもα型か50%以上、特には80%以上を占めて
いるものが好ましく、またα型のなかでも大方晶型、特
には4H型が優勢なものが好ましい。これらの炭化ケイ
素は焼結体において多結晶構造をとっており、個々の結
晶粒径は一般には10用m程度以下、好ましくは5μm
程度以下である。
Among these, those in which the α-type accounts for 50% or more, especially 80% or more are preferred, and among the α-type, those in which the macrogonal type, especially the 4H type, are predominant are preferred. These silicon carbides have a polycrystalline structure in the sintered body, and the individual crystal grain size is generally about 10 mm or less, preferably 5 μm.
It is below that level.

一方、原料となる炭化ケイ素粉末の結晶型は同様にα型
でもβ型でも、また両者の混在したものであってもよい
。この場合には4.′f定の結晶型が好ましいというわ
けではなく、むしろ炭化ケイ素粉末がα型でもβ型でも
、六方晶型でも菱面体晶型でも立方晶型でも、4H型、
6H型。
On the other hand, the crystal type of the silicon carbide powder used as a raw material may be α type, β type, or a mixture of both. In this case, 4. 'F constant crystal form is not preferable, but rather whether silicon carbide powder is α type, β type, hexagonal type, rhombohedral type, cubic type, 4H type,
6H type.

3CIQなどのどれでも、少なくともいずれかのレベル
で純度か80%以上、特には90%以上であることが好
ましい。また焼結体における炭化ケイ素の結晶型と原料
炭化ケイ素粉末の結晶型とは異なっている方が好ましい
ことか多い。これらの理由は、こうした結晶型粒子が相
転移を伴って粒成長し、交錯した板状粒子よりなる微細
組織を形成するためと考えられる。原料炭化ケイ素粉末
の粒径は5ルm程度以下、特には エルm程度以下が好
ましいが必ずしもこれに限定されない。原料炭化ケイ素
は高純度である程好適であるが、通常不可避的に混入し
ている不純物、例えば炭化ケイ素合成のための原11の
目1来するケイ素、二酸化ケイ素、炭素、金1諷り)な
ど、及び炭化ケイ素粉末取扱17)lこ伴って粒子表面
か醇化されて生成する二酸化ケイ素なと゛力ζ少敬存在
していてもさしつかえな+7)こと力〜多0゜第二成分
は特定のアルミニウム化合′11戊分であり、具体的に
は窒化アルミニウム、酸化室イしアルミニウム及び酸化
炭化アルミニウム力)ら選ばれる一種以上(ただし窒化
アルミニウムのみの場合を除く)である。この第二成分
1士後述するl1la族元素の酸化物と協働して特番こ
焼式吉侶;の高温高強度の発現に大きく関与してl、%
るものと考えている。ここで酸化窒化アルミニウム(以
下A文−〇−Nと略記する)とは、酸素と窒;拓とアル
ミニウムとからなる化合物で一般式%式% であられせる。このA文−〇−Nは例えばラファ= 工
o (W、RafanlellO)らがジャーナル・オ
ウ゛・アメリカンやセラミック・ソサイエテイ誌(J、
Amer、Geram、Soc、)11181年10月
号G−128頁に記載した方法などにより合成や同定が
可能である。また酸化炭化アルミニウム(以T A l
 −0−Cと略記する)とは、酸素と炭素とアルミニウ
ムとからなる化合物で一般式 %式%) であられせる。このA交−〇−Cも人文−〇−Nの場合
と同様の方法により合成や同定が可能である。本発明の
第二成分としては上記三種のうちへ又−〇−C*独であ
っても、任怠の二種以上の組合せであってもさしつかえ
ないが、A又−〇−N単独、又は窒化アルミニウムとA
4−0−Nの組合せが好適である。A文−〇−N使川の
用合には焼結温度を窒化アルミニウムのみの場合より低
下しうるなどの利点がある。
It is preferable that the purity of any of the 3CIQ and the like is 80% or more, especially 90% or more at least at any level. Furthermore, it is often preferable that the crystal type of silicon carbide in the sintered body is different from the crystal type of the raw material silicon carbide powder. The reason for this is thought to be that these crystalline particles grow with phase transition and form a fine structure consisting of interlaced plate-like particles. The particle size of the raw material silicon carbide powder is preferably about 5 lm or less, particularly about lm or less, but is not necessarily limited to this. The higher the purity of the raw material silicon carbide, the better it is, but impurities that are usually unavoidably mixed in, such as silicon, silicon dioxide, carbon, and gold, which are the ingredients for silicon carbide synthesis. etc., and handling of silicon carbide powder 17) There is no problem even if there is a small amount of silicon dioxide produced by liquefaction on the particle surface. It is a compound '11', specifically one or more selected from aluminum nitride, aluminum oxide, and aluminum oxide carbide (excluding cases where only aluminum nitride is used). This second component, in cooperation with the oxides of the l1la group elements described later, is greatly involved in the development of the high temperature and high strength of the special number Koyaki-shiki Kichiro.
I believe that Here, aluminum oxynitride (hereinafter abbreviated as A-○-N) is a compound consisting of oxygen, nitrogen, aluminum, and aluminum, and is expressed by the general formula %. This sentence A-〇-N was published by W, Rafanell O and others in the Journal Our American and Ceramic Society magazine (J,
Synthesis and identification are possible by the method described in Amer, Geram, Soc, October 11, 181, page G-128. Also, aluminum oxide carbide (hereinafter referred to as T A l
(abbreviated as -0-C) is a compound consisting of oxygen, carbon, and aluminum, and is expressed by the general formula (%). This A-0-C can also be synthesized and identified by the same method as in the case of Humanities-0-N. The second component of the present invention may be any of the above three types, or -0-C* alone, or a combination of two or more of the above three types, but A or -0-N alone, or Aluminum nitride and A
A combination of 4-0-N is preferred. The use of A-0-N Shikawa has the advantage that the sintering temperature can be lowered than when using only aluminum nitride.

こうした第二成分は炭化ケイ素焼結体において3〜25
%、なかでも 4〜20%、特には5〜15%であるこ
とか重要である。3%より少ないと高温下での強度など
が充分でなくなり、25%より多いと炭化ケイ素質焼結
体としての特性などが不足してくることとなり、 4〜
20%、特には5〜15%において本発明の効果がより
顕著に発現される。
Such a second component is 3 to 25% in the silicon carbide sintered body.
%, especially 4 to 20%, especially 5 to 15%. If it is less than 3%, the strength at high temperatures will not be sufficient, and if it is more than 25%, the characteristics of a silicon carbide sintered body will be insufficient.
The effect of the present invention is more prominently exhibited at 20%, particularly 5 to 15%.

第三成分はIIIa族元素の酸化物である。この第三成
分は前述の第二成分と協罰して傷に炭化ケイ素粒子に焼
結性を賦与する機能を果しているものと考えている。こ
こでIIIa族元素とはスカンジウム、イツトリウム、
原子番号57〜71番及び89番以上の元素の少なくと
もいずれか一種を指すものである。しかして本発明にお
いては111a放元素は一種であっても二種以」−の組
合せであってもよい。I I T a jlA元素の酢
化物としては酪化インドリウム、酸化ランタン、及び醇
化セリウムから選はれる一種又は二種以上であることが
、わけても酸化イ・ソトリウムであることが好適である
。さらに第二成分をも勘案するならば、Afl−0−N
と酸化イブ1リウムのK1合せかとりわけ好ましい。こ
うした第三成分は炭化ケイ素質焼結体において0,2〜
15%、なかでも0.5〜8%であることが重要である
。 0.2%より少ないと焼結性が不足し、15%より
多いと粒界相成分が多くなりすぎ、いずれも焼結体の強
度不足などをもたらすこととなり、0.5〜8%におい
て本発明の効果がより顕著に発現される。
The third component is an oxide of a group IIIa element. It is believed that this third component functions in conjunction with the aforementioned second component to impart sinterability to the silicon carbide particles in the scratches. Here, the IIIa group elements are scandium, yttrium,
It refers to at least one of the elements with atomic numbers 57 to 71 and 89 or higher. Therefore, in the present invention, the 111a-radiating element may be used alone or in combination of two or more. The acetide of the IITA element is preferably one or more selected from indium butyride, lanthanum oxide, and cerium liquefaction, particularly isotrium oxide. Furthermore, if we also take into account the second component, Afl-0-N
Particularly preferred is the combination of K1 and ibu-1lium oxide. This third component is present in the silicon carbide sintered body from 0.2 to
15%, especially 0.5-8% is important. If it is less than 0.2%, sinterability will be insufficient, and if it is more than 15%, the grain boundary phase components will be too large, both of which will result in insufficient strength of the sintered body. The effects of the invention are more clearly expressed.

本発明の焼結体において第二成分および第三成分は主と
して炭化ケイ素結晶粒界に存在しているものであり、か
つそうであることが好ましいが、逆に主として炭化ケイ
素結晶内に存在していてもさしつかえない。また第二成
分と第三成分とはそれぞれ別異の組織として存在してい
てもよいか、両成分が化合物を形成し融合一体化した組
織が少なくとも一部は存在していると考えられることが
多く、かつこの方か好ましい。なかでも第二成分と第三
成分の少なくとも大部分がかかる化合物を形成し融合一
体化した組織として存在していると考えられることが好
ましい。また焼結体中の粒界相は少ない程、高温強度の
点で好ましい。いずれにせよ本発明の焼結体においては
元素分析的に割当てうる第二成分、第三成分が存在する
ことが重要である。
In the sintered body of the present invention, the second component and the third component are mainly present in the silicon carbide grain boundaries, and it is preferable that they are, but conversely, they are mainly present in the silicon carbide crystals. I don't mind. It is also possible that the second component and the third component may exist as separate tissues, or that at least some of them may exist in a structure in which both components form a compound and fuse into one. A lot, and this is preferable. Among these, it is preferable that at least most of the second component and the third component form such a compound and are considered to exist as a fused and integrated structure. Further, the smaller the grain boundary phase in the sintered body, the more preferable it is from the viewpoint of high-temperature strength. In any case, it is important that the sintered body of the present invention has second and third components that can be assigned by elemental analysis.

本発明の第二成分の原料には名種の製造法による窒化ア
ルミニウム、A文−〇−N、A文−〇−Cの粉末が使用
しうるし、かつ好ましい。
As the raw material for the second component of the present invention, powders of aluminum nitride, A-0-N, and A-0-C produced by various manufacturing methods can be used, and are preferred.

これらの原料は高純度であることが望ましいか、製法又
は取扱いに由来する金属アルミニウム、酸化アルミニウ
ム、炭化アルミニウム、アルミニウム以外の金属分など
の不純物を含有していてもさしつかえない。また第二成
分の原料として金属アルミニウム、酸化アルミニウム、
炭化アルミニウムなどの粉末を用いても、粉砕、混合、
成形、予備焼結、焼結などの工程において化学変化を行
なわしめて、焼結体中においてこれらが実質的に第二成
分に転化している限りさしつかえない。
It is desirable that these raw materials have high purity, or they may contain impurities such as metallic aluminum, aluminum oxide, aluminum carbide, and metals other than aluminum due to the manufacturing method or handling. Metal aluminum, aluminum oxide,
Even when using powder such as aluminum carbide, it can be crushed, mixed,
There is no problem as long as these are substantially converted into the second component in the sintered body through chemical changes during processes such as molding, pre-sintering, and sintering.

同様に第三成分の原料には各種の製造法によるIIIa
族元素の醇化物の粉末か使用でき、かつ好ましい。これ
らの原料も高純度であることが望ましいが、不可避的不
純物としてIIIa族以外の金属分を含有していてもさ
しつかえない。また第三成分の原料としてIIIa族元
素、l1la族元素の水酸化物、l1la族元素の硫酸
用、硝酸塩、有機酸塩又はその他の塩などの粉末を用い
ても、粉砕、混合、成形、予備焼結、焼結などの工程に
おいて化学変化を行なわしめて、焼結体中においてこれ
らか実質的に第三成分に転化している限りさしつかえな
い。
Similarly, the raw material for the third component is IIIa produced by various manufacturing methods.
Powders of group element infusions can be used and are preferred. It is desirable that these raw materials also have high purity, but there is no problem even if they contain metals other than Group IIIa as unavoidable impurities. In addition, even if powders such as hydroxides of group IIIa elements, group l1la elements, sulfuric acid, nitrates, organic acid salts, or other salts of group l1la elements are used as raw materials for the third component, pulverization, mixing, molding, preparatory There is no problem as long as these are substantially converted into the third component in the sintered body through a chemical change in the process such as sintering or sintering.

これらの第二成分原料、第三成分原料の粉末の粒径は5
μm程度、特に1コ 1μm程度以下が好ましいが、必
ずしもこれに限定されない。
The particle size of the powder of these second component raw materials and third component raw materials is 5.
The thickness is preferably about μm, particularly about 1 μm or less per piece, but is not necessarily limited to this.

本発明の焼結体はこれらの必須成分の原料となる粉末の
混合物を、必要に応して更にボールミル処理などをし、
所望形状に成形し、成形体を常圧焼結することによって
好便に得られる。
The sintered body of the present invention is produced by subjecting the powder mixture, which is the raw material for these essential components, to further ball milling as necessary.
It is conveniently obtained by molding into a desired shape and sintering the molded body under normal pressure.

成形にはセラミックの成形に通常に使用される方法がい
ずれも採用できる。すなわちプレス成形、スリ・7プキ
ヤスト成形、射出成形、押出し成形などが適当である。
For molding, any method commonly used for molding ceramics can be used. That is, press molding, pick-and-slip cast molding, injection molding, extrusion molding, etc. are suitable.

常圧焼結とは焼結の駆動力として間圧力を積極的には利
用しない焼結方法であって、焼結11!Iの圧力はおお
むね大気圧であるか、雰囲気条件な好便に維持するため
に適宜加圧されていてもよく、また焼結中の脱気を容易
にするために減圧下、真空下であってもよい。♂囲気l
よ非酸死重4であることが好ましく、アルコン、ヘリウ
ム、窒素、水素、−酸化炭素などが利用でき、特に前二
者は一般には不活性でもあって好便である。
Pressureless sintering is a sintering method that does not actively use pressure as the driving force for sintering, and is a sintering method that does not actively use pressure as a driving force for sintering. The pressure of I may be approximately atmospheric pressure, or may be appropriately pressurized to maintain convenient atmospheric conditions, or may be under reduced pressure or vacuum to facilitate degassing during sintering. It's okay. ♂Environment l
A non-acid dead weight of 4 is preferable, and alkone, helium, nitrogen, hydrogen, carbon oxide, etc. can be used, and the first two are particularly convenient because they are generally inert.

一方、焼結面に(Jlせて窒化アルミニウム、A文−0
−Nを生成せしめたり、又はこれらの分解を抑制するた
めに窒化性雰囲気が望ましい場合もあり、この場合には
窒素、アンモニアなどが利用できる。また第二成分の生
成を助長し、又は第二成分の分解を抑制するためにアル
ミニウム元素又はアルミニウム化合物を含イ了する雰囲
気が望ましい場合もあり、この場合には成形体を酸化ア
ルミニウム、窒化アルミニウムなどの埋め粉に埋め起り
、焼結炉の内張りを酸化アルミニウム、窒化アルミニウ
ムなどで構成するのが適当である。常圧焼結法における
焼結温度は、 1900〜230000.傷には200
0〜2200 ’Oが好ましい。また焼結時間は通常 
1〜24時間が適当で、 2〜15時間が好ましい。
On the other hand, on the sintered surface (Jl and aluminum nitride, A-0
A nitriding atmosphere may be desirable in order to generate -N or suppress their decomposition, and in this case nitrogen, ammonia, etc. can be used. In some cases, it may be desirable to use an atmosphere containing aluminum element or aluminum compound in order to promote the formation of the second component or to suppress the decomposition of the second component. It is appropriate that the lining of the sintering furnace be made of aluminum oxide, aluminum nitride, or the like. The sintering temperature in the pressureless sintering method is 1,900 to 230,000. 200 for wounds
0 to 2200'O is preferable. Also, the sintering time is usually
A suitable time is 1 to 24 hours, preferably 2 to 15 hours.

本発明焼結体は上述の常圧焼結法によっても朽・られる
ものであるか、この方法に限定されず、ホットプレス法
又は熱間静水圧プレス法によっても得られる。ホントプ
レス法において(」成形体を1950〜2100℃、1
00−500 Kg/ 0m2の条件下に1〜5時間保
持するのが〃rましい。また熱間静水圧プレス法におい
ては成形体を1900〜2100℃、1000−200
0Kg/ 0m2の条イノI下にi −s B!4間保
持するのが好ましい。かくして本発明焼1コ、体を焼結
するだめの雰囲気カスJfSとして、窒素、ヘリウム、
アルゴンについてJ゛1空〜2000Kg/ cm’が
採用できるものである。
The sintered body of the present invention can be sintered by the above-mentioned pressureless sintering method, but is not limited to this method, and can also be obtained by a hot pressing method or a hot isostatic pressing method. In the Honto press method, the molded body is heated at 1950 to 2100°C for 1
It is preferable to hold it for 1 to 5 hours under the condition of 00-500 Kg/0 m2. In addition, in the hot isostatic pressing method, the molded body is heated at 1900-2100℃ and 1000-200℃
i-s B under the 0Kg/0m2 row Ino I! It is preferable to hold it for 4 hours. Thus, in the present invention, nitrogen, helium,
Regarding argon, J'1 to 2000 kg/cm' can be adopted.

本発明の焼結体の物性では、まず理論密度に対し0.9
0倍以上の高密度であることが挙げられる。第二成分4
〜20%、第三成分05〜8%の場合には理論密度に対
し0.95倍以」二の高密度となり、更に第二成分5〜
15%、第F:、成分0.5〜8%の場合には理論密度
に対し0 、98 (i’9以−1−の高密度となるこ
とが多い。ついで室温における強度か大きい点が挙げら
れる。すなわち三点曲げ強度がGo、Kg/’mm2以
上であり、特に第二成分4〜20%、第三成分0.5〜
8%の場合には70Kg/mm2以上であることが多い
。更に高温下における強度が大きい点が挙げられる。す
なわち1400°Cにおける三点曲げ強度が55Kg/
mm2以」二であり、特に第二成分5〜15%、第三成
分0.5〜8%の場合には70Kg7mm”以上である
ことが多い。なお−L述の物性値は常圧焼結体に関する
ものであるが、ホットプレス焼結体、熱間静水圧プレス
焼結体に関しては概ねこれと同等以上の物性値を示すこ
とが多い。
Regarding the physical properties of the sintered body of the present invention, first, the theoretical density is 0.9
One example is that the density is 0 times or more higher. Second component 4
~20%, and when the third component is 05 to 8%, the density is 0.95 times or more higher than the theoretical density, and the second component is 5 to 8%.
15%, No. F: In the case of component 0.5 to 8%, the theoretical density is often 0.98 (i'9 or more -1-) high density. That is, the three-point bending strength is Go, Kg/'mm2 or more, and in particular, the second component is 4 to 20%, and the third component is 0.5 to 20%.
In the case of 8%, it is often 70Kg/mm2 or more. Another point is that it has high strength at high temperatures. In other words, the three-point bending strength at 1400°C is 55 kg/
mm2 or more, and in particular, when the second component is 5 to 15% and the third component is 0.5 to 8%, it is often 70 Kg or more. Regarding bodies, hot-pressed sintered bodies and hot isostatic pressed sintered bodies often exhibit physical property values that are generally equal to or higher than these.

以下に未発ψノを実施例で説明する。The unexploded ψ will be explained below using an example.

(実施例) 第1表において例1〜5は実施例であり、例6〜10は
比較例である。特記ない限り第1表の各側は、純度88
%以上、平均粒径1gm以下のβ−炭化ケイ素粉末と、
純度85%以上、平均粒径約2gmの当該欄に示す第二
成分成分粉末及び第三成分成分粉末を混合し、これを2
000Kg/Cm2にて液圧成形して20X 20X 
40mmの成形体とし、この成形体を雰囲気欄に示すカ
ス通気下で焼成条件欄に示す条件下で焼結して得られる
焼結体の物性値を示す。なお、曲げ強度はこの焼結体か
ら切り出した3X  3X30mmの試験)1の室温及
び1400°Cにおける三点曲げ強度の5個の測定の平
均値である。
(Example) In Table 1, Examples 1 to 5 are Examples, and Examples 6 to 10 are Comparative Examples. Unless otherwise specified, each side of Table 1 has a purity of 88
% or more, β-silicon carbide powder with an average particle size of 1 gm or less,
Mix the second component powder and third component powder shown in the column with a purity of 85% or more and an average particle size of about 2 gm, and
20X 20X by hydraulic forming at 000Kg/Cm2
The physical properties of a sintered body obtained by sintering a 40 mm compact under the conditions shown in the firing conditions column under the conditions shown in the sintering conditions column under the conditions shown in the sintering conditions column are shown. The bending strength is the average value of five measurements of the three-point bending strength at room temperature and 1400°C of test) 1 of 3 x 3 x 30 mm cut out from this sintered body.

例1、例2、例4、例5はβ−炭化ケイ素粉末に代えて
純度98%以」二、平均粒径1μm以下のα−炭化ケイ
素粉末を用いた。例2においては、窒化アルミニウム粉
巣を埋め粉として成形体をこの埋め粉に埋めて焼結した
。例5はホットプレス法(200Kg/ cm2)によ
って焼結した。
In Examples 1, 2, 4, and 5, α-silicon carbide powder with a purity of 98% or more and an average particle size of 1 μm or less was used instead of β-silicon carbide powder. In Example 2, aluminum nitride powder cavities were used as filling powder, and the compact was buried in this filling powder and sintered. Example 5 was sintered by hot pressing method (200 Kg/cm2).

例1、例2、例5で用いたA文−〇−Nは、アルミナと
炭素粉末を3:1の割合で混合し、これを窒素気流中で
1700°C12時間焼成して調製した。1件もれた人
文−0−Nの分JJ「自白は式A父23027 NSに
対応する。例3、例4のA文−〇−Cは上記A文−〇−
Nの場合と回し混合粉末をアルゴン気流中で1700℃
、2詩1jJl焼成して得られ、その分析値は式A文2
0 Gに対応する。
A-mon-〇-N used in Examples 1, 2, and 5 was prepared by mixing alumina and carbon powder at a ratio of 3:1, and firing the mixture in a nitrogen stream at 1700°C for 12 hours. 1 missing humanities-0-N minute JJ "Confession corresponds to formula A father 23027 NS. Sentence A-〇-C in Examples 3 and 4 is the above-mentioned sentence A-〇-
In the case of N, the mixed powder was heated to 1700°C in an argon stream.
, obtained by firing 2 poems 1jJl, and its analytical value is formula A sentence 2
Corresponds to 0G.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム及び酸化炭化
アルミニウムから選ばれる一種以上(ただし窒化アルミ
ニウムのみの場合を除く)3〜25重量%、l1la族
元素の酸化物0.2〜15重量%及び炭化ケイ素残部と
からなる炭化ケイ素質焼結体。
3 to 25% by weight of one or more selected from aluminum nitride, aluminum oxynitride, and aluminum oxide carbide (excluding cases where only aluminum nitride is used), 0.2 to 15% by weight of oxides of l1la group elements, and the remainder of silicon carbide A silicon carbide sintered body.
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