JPS59190271A - 窒化けい素質焼結体の製造法 - Google Patents
窒化けい素質焼結体の製造法Info
- Publication number
- JPS59190271A JPS59190271A JP58063981A JP6398183A JPS59190271A JP S59190271 A JPS59190271 A JP S59190271A JP 58063981 A JP58063981 A JP 58063981A JP 6398183 A JP6398183 A JP 6398183A JP S59190271 A JPS59190271 A JP S59190271A
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- JP
- Japan
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- group
- sintered body
- silicon nitride
- aluminum
- powder
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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】
(イ) (父 (ホj 分 里r
この釦1す」は面密度、高強度にすぐれた窒化けい素質
焼結体および−εの憫1’?j f2、に関するもので
ある。
焼結体および−εの憫1’?j f2、に関するもので
ある。
(ロ)技術背景
従来から高温構造部材に使用するエンジニアリングセラ
ミックの1つとして、窒化けい索伸焼結体が注1」され
ているが、窒化けい素(Si3Nイ)単独では焼結か困
難である/こめ、低融点化合物を焼結助剤に使用して焼
結することが行なわれている。
ミックの1つとして、窒化けい索伸焼結体が注1」され
ているが、窒化けい素(Si3Nイ)単独では焼結か困
難である/こめ、低融点化合物を焼結助剤に使用して焼
結することが行なわれている。
即ち焼結助剤としては、多くの場合n々化物が使用され
ており、現在までにアルミニウム(AI?)、マグネシ
ウム(Mg ) 、イツトリウム(Y)やランタン(J
、a)、セリウム(Oe) などのランタニド氷冷f
fCノを素、ベリリウム(Bc)、ジルコニウム(Z
r)などの酸化物の1種−1:たは2枦以上全添加する
方法か知られている。
ており、現在までにアルミニウム(AI?)、マグネシ
ウム(Mg ) 、イツトリウム(Y)やランタン(J
、a)、セリウム(Oe) などのランタニド氷冷f
fCノを素、ベリリウム(Bc)、ジルコニウム(Z
r)などの酸化物の1種−1:たは2枦以上全添加する
方法か知られている。
葦だ、このほかに上記した元素の窒化物、酸窒化物゛を
焼結助剤として用いる方法も提案でれている。
焼結助剤として用いる方法も提案でれている。
しかしながら上記の何れの場合においても高い抗折強度
と高い硬度を同時に満/ζすことは困難であるばかりで
なく、緻密な焼結体を得るためにはホノトプレヌなど加
圧焼結する必要があるなどの問題点が指摘されているの
である。
と高い硬度を同時に満/ζすことは困難であるばかりで
なく、緻密な焼結体を得るためにはホノトプレヌなど加
圧焼結する必要があるなどの問題点が指摘されているの
である。
t タ酸化ジルコニウム(ZrO,、)と@化アルミニ
ウム(1?203)を助炸」として用いることは゛、狸
股らによって検討され(窯業協会誌82 (12) 、
1976)、う″を軸性向上に効果のあることが認め
られているか、Zr (J 2のnet pとして単4
.」晶形のl’ijj純a ZrO2を使用しており、
持性値は示さオtでいないが、原料純良、得らオした焼
結体中のZrO2の結晶形から判断してZrO□の11
!父態による特1イトの劣化が予想され、事実本発明渚
らの実験によってその劣化が確認された。
ウム(1?203)を助炸」として用いることは゛、狸
股らによって検討され(窯業協会誌82 (12) 、
1976)、う″を軸性向上に効果のあることが認め
られているか、Zr (J 2のnet pとして単4
.」晶形のl’ijj純a ZrO2を使用しており、
持性値は示さオtでいないが、原料純良、得らオした焼
結体中のZrO2の結晶形から判断してZrO□の11
!父態による特1イトの劣化が予想され、事実本発明渚
らの実験によってその劣化が確認された。
e9 発明の開示
本究明者らは、上記の点に訛碕、てS 13 N 4の
焼結助剤について杯秩わ1討した結果、Si、、N4焼
結におりる焼結助剤としてZrO2として結晶形が)/
力靜形の安定化ZrO%を使用し、これにA4の酸化物
、窒化物、酸窒化物の1種寸たけ2種以上全焼結助剤と
して使用することにより焼結性にすぐれた高強度の窒化
けい素質焼結体が得られることを見出したものであり、
また上記焼結助剤にさらに、1lla族、lVa族(Z
rを除く)、■a族、Wa族尤素の酸化物、炭化物、窒
化物の1種またけ2種以上を共存させることによって一
段と高強度な窒化けい素質焼結体が得られることを見出
し、この発明に至ったものである。
焼結助剤について杯秩わ1討した結果、Si、、N4焼
結におりる焼結助剤としてZrO2として結晶形が)/
力靜形の安定化ZrO%を使用し、これにA4の酸化物
、窒化物、酸窒化物の1種寸たけ2種以上全焼結助剤と
して使用することにより焼結性にすぐれた高強度の窒化
けい素質焼結体が得られることを見出したものであり、
また上記焼結助剤にさらに、1lla族、lVa族(Z
rを除く)、■a族、Wa族尤素の酸化物、炭化物、窒
化物の1種またけ2種以上を共存させることによって一
段と高強度な窒化けい素質焼結体が得られることを見出
し、この発明に至ったものである。
即ち、との発明はSi3N4を主成分とし、これにCa
01Mg02Y203の少くとも1柿で安定化した立
方晶形のZr02f生成焼結体中に1〜25体++’i
%含有する量と、A4を1〜15重量%、さらにMg、
IIIa族、■a族(但しZr’((除く)、■a族、
■斗l族元素の酸化物、炭化物、へ窒化物のうちの1種
または2種以上をこれらの元素としての焼結体中の含有
量が01〜5重示のとなる爪金含有してなる窒化けい素
質焼結付、および旧^−)の混合粉末を窒素ガス雰囲気
中で焼結することによって8+ 3 N4の大部分がβ
+11で、平均粒径が2μ以下の窒化けい素質焼結体を
得る方法を提供するものである。
01Mg02Y203の少くとも1柿で安定化した立
方晶形のZr02f生成焼結体中に1〜25体++’i
%含有する量と、A4を1〜15重量%、さらにMg、
IIIa族、■a族(但しZr’((除く)、■a族、
■斗l族元素の酸化物、炭化物、へ窒化物のうちの1種
または2種以上をこれらの元素としての焼結体中の含有
量が01〜5重示のとなる爪金含有してなる窒化けい素
質焼結付、および旧^−)の混合粉末を窒素ガス雰囲気
中で焼結することによって8+ 3 N4の大部分がβ
+11で、平均粒径が2μ以下の窒化けい素質焼結体を
得る方法を提供するものである。
この発明において、立方晶形Z r 02の生成焼結体
中に占める量は1体積%以下では該l r’ 02添加
の効果が小さく、1だ25体体積以上になると焼結体強
度の低下が著しくなることがら1〜25体積%の範囲が
過当である。
中に占める量は1体積%以下では該l r’ 02添加
の効果が小さく、1だ25体体積以上になると焼結体強
度の低下が著しくなることがら1〜25体積%の範囲が
過当である。
ZrO2を立方F12+形に安定化させるにばca O
。
。
Δ1gO,Y2O3の何れを用いても同じ効果を奏し、
安定化物質の種類による影響は小さい、。
安定化物質の種類による影響は小さい、。
焼結助剤としてのA4け、これを酸化物、窒化物、酸窒
化物の何れの形で使用しでもその効果はほぼ同等である
が、取扱い−Hの谷易さの点から酸化物が望ましい。そ
し7て、このl酸化物、窒化物、酸窒化物の量は、焼結
体中のlの一址とし2て規定され、この−hl′が1屯
1r(%以下では焼結体の緻密化が困難であり、また1
5重量0oI;t J−でfci焼結体における強度の
低下が著しくなるため、1〜15車景%の■「J囲が過
当である。
化物の何れの形で使用しでもその効果はほぼ同等である
が、取扱い−Hの谷易さの点から酸化物が望ましい。そ
し7て、このl酸化物、窒化物、酸窒化物の量は、焼結
体中のlの一址とし2て規定され、この−hl′が1屯
1r(%以下では焼結体の緻密化が困難であり、また1
5重量0oI;t J−でfci焼結体における強度の
低下が著しくなるため、1〜15車景%の■「J囲が過
当である。
次に八1gあるいはIII a族、Zrを除< ■a族
、■a族、Ma族元素の酸化物、紫化物、炭化物として
のゴすYはそれら金属元素の生成焼結体中にお1ケる量
として規定され、その量が0.1重量%以下では添加の
効果が殆んどなく、丑だ5重f45%以上になると、焼
結体の特性値を低下させるという点から01〜5■蓼β
%か好捷しい。そ17てこス1.らのXλSを窒化物、
炭化物の形で流加する場合ばち1.軸中に分11)rす
ることが多く、この分解ガスの発生による特性の劣化か
予想ざt]、るので酸化物として用いることが好性しい
。
、■a族、Ma族元素の酸化物、紫化物、炭化物として
のゴすYはそれら金属元素の生成焼結体中にお1ケる量
として規定され、その量が0.1重量%以下では添加の
効果が殆んどなく、丑だ5重f45%以上になると、焼
結体の特性値を低下させるという点から01〜5■蓼β
%か好捷しい。そ17てこス1.らのXλSを窒化物、
炭化物の形で流加する場合ばち1.軸中に分11)rす
ることが多く、この分解ガスの発生による特性の劣化か
予想ざt]、るので酸化物として用いることが好性しい
。
以上、詳述したようにこの発明ばざ〈化けい素ダ′1焼
結体の製宿に当−・て、S+ 3 Nイ中に安>ど化し
ノ仁立力晶のZ r 02を分散させるとともに焼結助
?+iiとし−CA//の1俊化物、窒化物あるいはg
jQ ix イに物の1石IIまた+a: 2 qyz
以上と、Mg、9るいは1ila族、+Va族(Zrは
除く)、va族、■a族尤素の酸化物、窒化物、炭化物
の1種または2鍾以上を同時に用いることによって従来
にない高強度の精化けい素質焼結体を得ることができる
のである。
結体の製宿に当−・て、S+ 3 Nイ中に安>ど化し
ノ仁立力晶のZ r 02を分散させるとともに焼結助
?+iiとし−CA//の1俊化物、窒化物あるいはg
jQ ix イに物の1石IIまた+a: 2 qyz
以上と、Mg、9るいは1ila族、+Va族(Zrは
除く)、va族、■a族尤素の酸化物、窒化物、炭化物
の1種または2鍾以上を同時に用いることによって従来
にない高強度の精化けい素質焼結体を得ることができる
のである。
以下実施例によりこの発明を詳卸1にWIG’、明する
。
。
実施例
第1表に示した焼結体組成となるように、ち、’LL7
’clrの圧力で静圧成形した1、さらにこの成形体か
ら6mm ×6M1i ×4 Q Mmの大きさに切出
した成形体k i 750 CX 5 ”;CIR−の
墾素ガス中で2時間焼結した。
’clrの圧力で静圧成形した1、さらにこの成形体か
ら6mm ×6M1i ×4 Q Mmの大きさに切出
した成形体k i 750 CX 5 ”;CIR−の
墾素ガス中で2時間焼結した。
得られた焼結体について、密度、減量率、便度、抗折力
などを測定したところ、第1表の結果が得られ、この発
明の有用性が認められた。
などを測定したところ、第1表の結果が得られ、この発
明の有用性が認められた。
なお本実施例において規々ミA体生成のための配合i代
の16すに第1表の4’;−’j’lのもの(/こつい
てンiり−,1−ト、A、(J 2 CJ 3粉末9.
FMt量%、創gO粉米3.36仁11に%、M−gU
安定化zr O2粉木5.5 :fi’l 4A%、り
(1部θ−F’h I 3 h−4粉末であり、これに
よって第1表に示す4L1. ++:u、’の焼結体金
得たものである。
の16すに第1表の4’;−’j’lのもの(/こつい
てンiり−,1−ト、A、(J 2 CJ 3粉末9.
FMt量%、創gO粉米3.36仁11に%、M−gU
安定化zr O2粉木5.5 :fi’l 4A%、り
(1部θ−F’h I 3 h−4粉末であり、これに
よって第1表に示す4L1. ++:u、’の焼結体金
得たものである。
下記・81表中不印の苗−号のものは、この’ie明の
’j’d’i求帳、囲外の組成であり、k、 l 2
、 l 3はJ宅を咬例である。
’j’d’i求帳、囲外の組成であり、k、 l 2
、 l 3はJ宅を咬例である。
Claims (1)
- (1)窒化けい素を主成分とし、これに立方晶の酸化ジ
ルコニウム全生成焼結体中に1〜25体債Φ、あ・よび
アルミニウム全1〜15車邦%、きらにMg 、1ll
a族、Zrk除<Nh族、Va、族、■a族尤素の1種
才ICは2棹以丑を〈ト成mz糸i’i i’l’中に
01〜5 、jlj:爪%含イ〕せしめたこと3? #
、V 徴とする窒化けい素質焼結体。 t2) 立方晶!W 化ゾルコニウム(ζJ: 酸i
iカノノシウト酸化マクネジウド、1俊化イッl−リウ
ムの少くとも1種により安シど化させて用いること’、
S: :+’+’? (〜1と−j−る特許請求の範囲
第1jj゛1記載の窒化けい素質焼結体3、 (A)生成焼結体中における含有量が1〜25体積%と
なる量の立方晶酸化ンルコニウム粉末とアルミニウム量
として1〜15亀量%v′C第11当するJJtのアル
ミニウムの酸化物、窒化物、酸3¥化物粉末の1抽“f
たは2種以上、およびAig、l1la族、Z r ’
c 1,7 < ■a族、■d族、■a族元素の酸化物
、炭化物、〜窒化物等の粉末あるいはこれらの複合物粉
末全1更川九素吊換T、Cで0.1〜511−量%とな
る元よりなる混合物を屋、素カス雰囲9℃中で160
f)〜1900°Cにて盈:結し、窒化けいメ・の大部
分かβイ11て、平均粒径か211以下の焼結体を得る
ことを粕r&とする窒化けい素質杉ン結体のお進法。 (4i 立方晶酸化ジルコニウムi’i: h2化力
ノンシウム、帳化マクネシウム、酸化イツトリウムの少
くとも1丁!!、により安定化させて月1い、イ[1こ
とをネ゛丁徴とうる相fl’ Kl″、求の範囲第3イ
バ「載の輩1しけい素質焼ね′1体の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58063981A JPS59190271A (ja) | 1983-04-12 | 1983-04-12 | 窒化けい素質焼結体の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58063981A JPS59190271A (ja) | 1983-04-12 | 1983-04-12 | 窒化けい素質焼結体の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59190271A true JPS59190271A (ja) | 1984-10-29 |
JPS6316359B2 JPS6316359B2 (ja) | 1988-04-08 |
Family
ID=13244966
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58063981A Granted JPS59190271A (ja) | 1983-04-12 | 1983-04-12 | 窒化けい素質焼結体の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59190271A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4745022A (en) * | 1984-10-23 | 1988-05-17 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Composite sintered silicon nitride material and cutting tool made therefrom |
US4880756A (en) * | 1987-09-02 | 1989-11-14 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Silicon nitride sintered product |
US5049531A (en) * | 1988-09-09 | 1991-09-17 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Silicon nitride sintered body |
US5059565A (en) * | 1989-02-21 | 1991-10-22 | Hoechst Aktiengesellschaft | Silicon nitride ceramic and a process for its preparation |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57145079A (en) * | 1981-03-03 | 1982-09-07 | Ngk Spark Plug Co | Sintered body for cutting tool and manufacture |
JPS57205376A (en) * | 1981-06-10 | 1982-12-16 | Ngk Spark Plug Co | Sintered body for cutting tool and manufacture |
JPS57205374A (en) * | 1981-06-09 | 1982-12-16 | Ngk Spark Plug Co | Sintered body for cutting tool and manufacture |
-
1983
- 1983-04-12 JP JP58063981A patent/JPS59190271A/ja active Granted
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57145079A (en) * | 1981-03-03 | 1982-09-07 | Ngk Spark Plug Co | Sintered body for cutting tool and manufacture |
JPS57205374A (en) * | 1981-06-09 | 1982-12-16 | Ngk Spark Plug Co | Sintered body for cutting tool and manufacture |
JPS57205376A (en) * | 1981-06-10 | 1982-12-16 | Ngk Spark Plug Co | Sintered body for cutting tool and manufacture |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4745022A (en) * | 1984-10-23 | 1988-05-17 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Composite sintered silicon nitride material and cutting tool made therefrom |
US4880756A (en) * | 1987-09-02 | 1989-11-14 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Silicon nitride sintered product |
US5049531A (en) * | 1988-09-09 | 1991-09-17 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Silicon nitride sintered body |
US5059565A (en) * | 1989-02-21 | 1991-10-22 | Hoechst Aktiengesellschaft | Silicon nitride ceramic and a process for its preparation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6316359B2 (ja) | 1988-04-08 |
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