JPS59190274A - 窒化けい素質焼結体およびその製造法 - Google Patents
窒化けい素質焼結体およびその製造法Info
- Publication number
- JPS59190274A JPS59190274A JP58063984A JP6398483A JPS59190274A JP S59190274 A JPS59190274 A JP S59190274A JP 58063984 A JP58063984 A JP 58063984A JP 6398483 A JP6398483 A JP 6398483A JP S59190274 A JPS59190274 A JP S59190274A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sintered body
- group
- silicon nitride
- powder
- weight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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)技術分野
この発明は高密度、高強度にすぐれた窒化けい素質焼結
体およびその製造法に関するものである。
体およびその製造法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、窒化けい一素質焼結体が注目され
ているが、窒化けい素(Sj−8N4)単独では焼結が
困難であるだめ、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、窒化けい一素質焼結体が注目され
ているが、窒化けい素(Sj−8N4)単独では焼結が
困難であるだめ、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、多くの場合酸化物が使用されて
おシ、現在までにアルミニウム(Az)、マグネシウム
(Mg)、イツトリウム(1)やランタン(La )、
セリウム(Ce)などのランタニド系希土類元素、ベリ
リウム(Be)、ジルコニウム(Zr)などの酸化物の
1種または2種以上を添加する方法が知られている。
おシ、現在までにアルミニウム(Az)、マグネシウム
(Mg)、イツトリウム(1)やランタン(La )、
セリウム(Ce)などのランタニド系希土類元素、ベリ
リウム(Be)、ジルコニウム(Zr)などの酸化物の
1種または2種以上を添加する方法が知られている。
まだ、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されている。
結助剤として用いる方法も提案されている。
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たすことは困難であるばかシでな
く、緻密な焼結体を得るためにはホットプレスなど加圧
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たすことは困難であるばかシでな
く、緻密な焼結体を得るためにはホットプレスなど加圧
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。
また酸化ジルコニウム(zro2)と酸化アルミニウム
(Az20s+)を助剤として用いることは、諸般らに
よって検討され(窯業協会誌82(12)、1976)
、焼結性向上に効果のあることが認められているが、Z
rO2の原料として単斜晶形の高純度Zr○2を使用し
ており、特性値は示されていないが、原料純度、得られ
た焼結体中のZ r O2の結晶形から判断してZrO
2の相変態による特性の劣化が予惣され、事実本発明者
らの実験によってその劣化が確認された。
(Az20s+)を助剤として用いることは、諸般らに
よって検討され(窯業協会誌82(12)、1976)
、焼結性向上に効果のあることが認められているが、Z
rO2の原料として単斜晶形の高純度Zr○2を使用し
ており、特性値は示されていないが、原料純度、得られ
た焼結体中のZ r O2の結晶形から判断してZrO
2の相変態による特性の劣化が予惣され、事実本発明者
らの実験によってその劣化が確認された。
(ハ) 発明の開示
本発明者らは、上記の点に鑑みて5iaN+の焼結助剤
について種々検討した結果5iBN4粉末の焼結におけ
る焼結助剤としてZr02とともにA3Yあるいはラン
クニド系希土類元素の酸化物または窒化物の1種または
2種以上およびVa族(Zrを除<)Va族、■a族元
素即ちTi、Hf、 ’V1Nb、 ’c’a、 Or
、 MO,Wから選ばれた元素の炭化物または窒化物の
1種または2種以上を添加することによって高強度、高
硬度の窒化けい素焼給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。
について種々検討した結果5iBN4粉末の焼結におけ
る焼結助剤としてZr02とともにA3Yあるいはラン
クニド系希土類元素の酸化物または窒化物の1種または
2種以上およびVa族(Zrを除<)Va族、■a族元
素即ちTi、Hf、 ’V1Nb、 ’c’a、 Or
、 MO,Wから選ばれた元素の炭化物または窒化物の
1種または2種以上を添加することによって高強度、高
硬度の窒化けい素焼給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、この発明は5iBN4を主成分とし、これに焼結
助剤としてZr02を生成焼結体中に1〜25体積%含
有する量とVa族(zrを除く)、Va族、Va族元素
の炭化物または窒化物の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1〜15重景%重量る
量およびA/、Y、Mgあるいはランクニド系希土類元
素の酸化物または窒化物の1種または2種以上をそれら
の元素としての焼結体中の含有量が0.5〜10重量%
となる景含有してなる窒化けい素焼給体およびその製造
法を提供するものである。
助剤としてZr02を生成焼結体中に1〜25体積%含
有する量とVa族(zrを除く)、Va族、Va族元素
の炭化物または窒化物の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1〜15重景%重量る
量およびA/、Y、Mgあるいはランクニド系希土類元
素の酸化物または窒化物の1種または2種以上をそれら
の元素としての焼結体中の含有量が0.5〜10重量%
となる景含有してなる窒化けい素焼給体およびその製造
法を提供するものである。
この発明は5j−sN4粉末の焼結における焼結助剤と
してZrO2とAI、Y、Mgあるいはランタニド系希
土類元素の酸化物または窒化物に加エテへLa族(Zr
を除く)、Va族、■a族元素の炭化物あるいは窒化物
を使用することによって焼結性を向上するとともに、こ
のVa族、ya族、Va族の元素の炭化物、窒化物が高
い硬度をもち、高温で安定な特性を発揮するために、す
ぐれた特性の焼結体が得られるのである。
してZrO2とAI、Y、Mgあるいはランタニド系希
土類元素の酸化物または窒化物に加エテへLa族(Zr
を除く)、Va族、■a族元素の炭化物あるいは窒化物
を使用することによって焼結性を向上するとともに、こ
のVa族、ya族、Va族の元素の炭化物、窒化物が高
い硬度をもち、高温で安定な特性を発揮するために、す
ぐれた特性の焼結体が得られるのである。
この発明において、ZrO2の生成焼結体中に占める量
は、1体積%以下では該Zr02の焼結助剤としての添
加効果が小さく、また25体積%以上では焼結体の強度
、硬度が急激に低下してしまうことから望捷しくなく、
従って1〜25体積%の範囲内が適当である。
は、1体積%以下では該Zr02の焼結助剤としての添
加効果が小さく、また25体積%以上では焼結体の強度
、硬度が急激に低下してしまうことから望捷しくなく、
従って1〜25体積%の範囲内が適当である。
またAz、Y、Mgあるいはランクニド系希土類元素の
酸化物あるいは窒化物の使用量は、生成焼結体中におけ
るとれら元素の量として規定され、この量が0.5重量
%以下では効果が少なく、10重量%以上では焼結体の
高温強度が低下して望ましくなく、従って0.5〜10
重量%の範囲が適当である。
酸化物あるいは窒化物の使用量は、生成焼結体中におけ
るとれら元素の量として規定され、この量が0.5重量
%以下では効果が少なく、10重量%以上では焼結体の
高温強度が低下して望ましくなく、従って0.5〜10
重量%の範囲が適当である。
まだVa族(Zrを除く)、Va族、■a族元素は、炭
化物、窒化物またはこれらの固溶物、混合物のいずれの
形態で使用してもよく、その何れの場合でも効果は同様
である。その添加量としては、それらの元素の生成焼結
体中における量として規定され、その量が1重量%以下
では効果が小さく、また15重量%以上になると焼結が
困難であシ、また却って焼結体特性が劣化するために1
〜15重量%の範囲が適当である。
化物、窒化物またはこれらの固溶物、混合物のいずれの
形態で使用してもよく、その何れの場合でも効果は同様
である。その添加量としては、それらの元素の生成焼結
体中における量として規定され、その量が1重量%以下
では効果が小さく、また15重量%以上になると焼結が
困難であシ、また却って焼結体特性が劣化するために1
〜15重量%の範囲が適当である。
次にZrO2と■a族(Zrを除く)、■a族、■a族
元素の炭化物または窒化物の1柾または2種以上、さら
にA / 、 Y、 M gあるいはランタニド系希土
類元素の酸化物または窒化物の1種または2種以上およ
び残部5iaN4よりなる混合粉末を用いて焼結体を得
る場合の製造法についてのべると、」二記粉末を十分に
混合し、型押し後、窒素雰囲気中で焼結あるいは加圧焼
結を行う。
元素の炭化物または窒化物の1柾または2種以上、さら
にA / 、 Y、 M gあるいはランタニド系希土
類元素の酸化物または窒化物の1種または2種以上およ
び残部5iaN4よりなる混合粉末を用いて焼結体を得
る場合の製造法についてのべると、」二記粉末を十分に
混合し、型押し後、窒素雰囲気中で焼結あるいは加圧焼
結を行う。
ホットプレスの場合50”y/、i以上の圧力下で行う
ことが好ましく、焼結温度としては1600〜1900
℃緻密化が得られるが、好ましいのは1700〜180
0℃である。
ことが好ましく、焼結温度としては1600〜1900
℃緻密化が得られるが、好ましいのは1700〜180
0℃である。
また窒素ガス雰囲気は窒化けい素の分解を抑えるために
最少限の圧力以上であればよく、例えば1700℃の場
合で1気圧、1800℃の場合で10気圧程度が好まし
い。
最少限の圧力以上であればよく、例えば1700℃の場
合で1気圧、1800℃の場合で10気圧程度が好まし
い。
まだ窒化けい素の分解が問題にならない温度域では脱ガ
ヌのために真空下で昇温してもよい。
ヌのために真空下で昇温してもよい。
以下、この発明を実施例により詳細に説明する。
実施例1゜
第1表に示しだ焼結体組成となるように、a、−8iB
N4粉末、Ar20++粉末、単斜晶ZrO2粉末、T
iC粉末を配合し、湿式混合を行って乾燥したのち、1
t/、!l!の圧力で静圧成形を行った。
N4粉末、Ar20++粉末、単斜晶ZrO2粉末、T
iC粉末を配合し、湿式混合を行って乾燥したのち、1
t/、!l!の圧力で静圧成形を行った。
この成形体を6=X6−X40−の大きさに切出し、こ
れらを1750°(1,X2気圧の窒素ガス中で2時間
焼結した。
れらを1750°(1,X2気圧の窒素ガス中で2時間
焼結した。
得られた焼結体の密度、減量率、硬度、抗折力などを測
定したところ、第1表の結果を得た。
定したところ、第1表の結果を得た。
なお本実施例において、焼結体生成のための配合量の1
例を第1表の番号1のものについて示すと、Az2OB
粉末3.8重量%、単斜晶ZrO2粉末5.5重量%、
TiC粉末6.3重量%、残部α−3iBN4 粉末
であり、これによって第1表に示す組成の焼結体を得た
ものである。上記第1表中米印の番号の7〜10はこの
発明の請求範囲外の組成であり、11は比較例である。
例を第1表の番号1のものについて示すと、Az2OB
粉末3.8重量%、単斜晶ZrO2粉末5.5重量%、
TiC粉末6.3重量%、残部α−3iBN4 粉末
であり、これによって第1表に示す組成の焼結体を得た
ものである。上記第1表中米印の番号の7〜10はこの
発明の請求範囲外の組成であり、11は比較例である。
実施例2゜
実施例1における第1表に示した組成のうち、&4の組
成の混合粉末を1750℃×1時間、200My/ar
tの圧力でホットプレスを行って焼結体を得た。なお窒
素雰囲気は1気圧とした。
成の混合粉末を1750℃×1時間、200My/ar
tの圧力でホットプレスを行って焼結体を得た。なお窒
素雰囲気は1気圧とした。
得られた焼結体は密度98%、硬度94.5 HRA、
。
。
抗折力90し/−で、従来の窒化けい素焼給体に比べて
極めて高い硬度を示しだ。
極めて高い硬度を示しだ。
実施例3゜
実施例1の第1表中の煮4の組成のうちTiCの代シに
WC、Hfc 、 TaC、TiN 、 TaNを用い
、1気圧の窒素雰囲気中1750″Gで1時間200K
y/、iの圧力でホットプレス焼結を行った。
WC、Hfc 、 TaC、TiN 、 TaNを用い
、1気圧の窒素雰囲気中1750″Gで1時間200K
y/、iの圧力でホットプレス焼結を行った。
得られた焼結体の密度、減量率、硬度、抗折力を測定し
たところ第2表の結果が得られた、なお番号7は比較例
である。
たところ第2表の結果が得られた、なお番号7は比較例
である。
第 2 表
なお、上記実施例においてはZrO2は1例として単斜
晶のものを用いたが、Zr0zの結晶形態としては、こ
のほか立方晶、正方晶のものであっても同一の結果が得
られることは明らかである。
晶のものを用いたが、Zr0zの結晶形態としては、こ
のほか立方晶、正方晶のものであっても同一の結果が得
られることは明らかである。
特許用ilt人 住友電気工業株式会社代 理 人
弁理士 和 1) 昭
弁理士 和 1) 昭
Claims (2)
- (1)窒化けい素粉末を主成分とし、これに酸化ジルコ
ニウムを生成焼結体中に1〜25体積%と、ジルコニウ
ムを除<fVa&するいはVa族、Vla族の元素の1
種または2種以上を1〜15重景%とアルミニウム、イ
ツトリウム、マグネシウムあるいはランタニド系希土類
元素の1種または2種以上0.5〜10重景%を生成焼
結体中に含有せしめたことを特徴とする窒化けい素質焼
結体。 - (2) ジルコニウムを除< lVa族あるいuVa
、族、Vla族元素の炭化物まだは窒化物粉末の1種ま
だは2種以上を使用元素量換算で1〜15重量%となる
量と、アルミニウム、イツトリウム、マグネシウムある
いはランタニド系希土類元素の酸化物あるいは窒化物粉
末の1種まだは2種以上をその元素量換算で0.5〜1
0重量%となる量、さらに生成焼結体中における含有量
が1〜25体積%となるべき量の酸化シフレコニウム粉
末、および残部が窒化けい素粉末よシなる混合粉末を型
押ししたのち、減圧または加圧窒素雰囲気中で1600
〜1900℃にて焼結することを特徴とする窒化けい素
質焼結体の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58063984A JPS59190274A (ja) | 1983-04-12 | 1983-04-12 | 窒化けい素質焼結体およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58063984A JPS59190274A (ja) | 1983-04-12 | 1983-04-12 | 窒化けい素質焼結体およびその製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59190274A true JPS59190274A (ja) | 1984-10-29 |
JPS6346031B2 JPS6346031B2 (ja) | 1988-09-13 |
Family
ID=13245055
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58063984A Granted JPS59190274A (ja) | 1983-04-12 | 1983-04-12 | 窒化けい素質焼結体およびその製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59190274A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0199178A1 (en) * | 1985-04-08 | 1986-10-29 | Sumitomo Electric Industries Limited | Process for preparation of sintered silicon nitride |
EP0219885A2 (en) * | 1985-10-25 | 1987-04-29 | Sumitomo Electric Industries Limited | Sintered silicon nitride having improved density and mechanical strength and process for producing the same |
JPS62132789A (ja) * | 1985-12-04 | 1987-06-16 | 住友電気工業株式会社 | 窒化珪素複合体 |
JPS62132771A (ja) * | 1985-12-04 | 1987-06-16 | 住友電気工業株式会社 | 高密度、高強度を有する窒化けい素質焼結体およびその製造法 |
EP0262654A1 (en) * | 1986-09-30 | 1988-04-06 | Sumitomo Electric Industries Limited | Silicon nitride sintered material for cutting tools and process for making the same |
US4810678A (en) * | 1986-11-10 | 1989-03-07 | Nissan Motor Co., Ltd. | Gas pressure sintering of silicon nitride with addition of rare earth oxides |
US4891342A (en) * | 1985-11-20 | 1990-01-02 | Kyocera Corporation | Process for preparing a silicon nitride sintered body |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5673670A (en) * | 1979-11-14 | 1981-06-18 | Ford Motor Co | Manufacture of high effeciency cutting tool |
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 |
-
1983
- 1983-04-12 JP JP58063984A patent/JPS59190274A/ja active Granted
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5673670A (en) * | 1979-11-14 | 1981-06-18 | Ford Motor Co | Manufacture of high effeciency cutting tool |
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 |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0199178A1 (en) * | 1985-04-08 | 1986-10-29 | Sumitomo Electric Industries Limited | Process for preparation of sintered silicon nitride |
US4764490A (en) * | 1985-04-08 | 1988-08-16 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Process for preparation of sintered silicon nitride |
EP0219885A2 (en) * | 1985-10-25 | 1987-04-29 | Sumitomo Electric Industries Limited | Sintered silicon nitride having improved density and mechanical strength and process for producing the same |
US4891342A (en) * | 1985-11-20 | 1990-01-02 | Kyocera Corporation | Process for preparing a silicon nitride sintered body |
JPS62132789A (ja) * | 1985-12-04 | 1987-06-16 | 住友電気工業株式会社 | 窒化珪素複合体 |
JPS62132771A (ja) * | 1985-12-04 | 1987-06-16 | 住友電気工業株式会社 | 高密度、高強度を有する窒化けい素質焼結体およびその製造法 |
JPH0510312B2 (ja) * | 1985-12-04 | 1993-02-09 | Sumitomo Electric Industries | |
EP0262654A1 (en) * | 1986-09-30 | 1988-04-06 | Sumitomo Electric Industries Limited | Silicon nitride sintered material for cutting tools and process for making the same |
US4810678A (en) * | 1986-11-10 | 1989-03-07 | Nissan Motor Co., Ltd. | Gas pressure sintering of silicon nitride with addition of rare earth oxides |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6346031B2 (ja) | 1988-09-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2829229B2 (ja) | 窒化ケイ素系セラミックス焼結体 | |
JPS59190274A (ja) | 窒化けい素質焼結体およびその製造法 | |
JPS59190272A (ja) | 窒化けい素質焼結体の製造法 | |
US5098623A (en) | Method for producing ceramic composite materials containing silicon oxynitride and zirconium oxide | |
JPS6077174A (ja) | 窒化けい素焼結体の製造法 | |
JPS59190270A (ja) | 窒化けい素質焼結体およびその製造法 | |
US4810678A (en) | Gas pressure sintering of silicon nitride with addition of rare earth oxides | |
JPH0826815A (ja) | 希土類複合酸化物系焼結体及びその製造方法 | |
JPS59232971A (ja) | 耐摩耗性のすぐれたサイアロン基セラミツクス | |
JPS59190273A (ja) | 窒化けい素質焼結体およびその製造法 | |
JPS61266358A (ja) | 窒化けい素焼結体及びその製造法 | |
JPS6316359B2 (ja) | ||
JP2684250B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体及びその製造方法 | |
JPS6246966A (ja) | 窒化けい素質焼結体の製造方法 | |
US5169810A (en) | Process for forming tin-zirconia ceramics | |
JP3445345B2 (ja) | 高耐熱水性サイアロン基焼結体 | |
JP2534213B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体の製造方法 | |
JPS5945969A (ja) | 高硬度と高靭性を具備した酸化ジルコニウ系セラミック | |
JPS5855378A (ja) | 高強度耐熱性ホウ化金属・酸化ジルコニウム複合セラミックス | |
JPS63195170A (ja) | 窒化珪素質焼結体の製造方法 | |
JP2720201B2 (ja) | 窒化珪素焼結体の製造方法 | |
JPS6197163A (ja) | 刃物工具用酸化ジルコニウム基セラミツクスの製造方法 | |
JPH0535107B2 (ja) | ||
JPH06122554A (ja) | 高靭性炭窒化チタン−酸化ジルコニウム系セラミックス材料 | |
JPS62132771A (ja) | 高密度、高強度を有する窒化けい素質焼結体およびその製造法 |