JPS5926974A - Si↓3N↓4焼結体およびその製造方法 - Google Patents

Si↓3N↓4焼結体およびその製造方法

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JPS5926974A
JPS5926974A JP57132960A JP13296082A JPS5926974A JP S5926974 A JPS5926974 A JP S5926974A JP 57132960 A JP57132960 A JP 57132960A JP 13296082 A JP13296082 A JP 13296082A JP S5926974 A JPS5926974 A JP S5926974A
Authority
JP
Japan
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sintered body
sintering
sintered
manufacture
si8n4
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JP57132960A
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JPS61312B2 (ja
Inventor
栄治 上條
修 小村
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は高密度で靭性が高く、また」d動性にすぐれ
たS i 8N4焼結体およびその製造方法に関するも
のでちる。
S i 8N4焼結体は近年その高温、高強度、耐摩耗
性などのすぐれた特性が注目され、ガスタービンディー
ゼルエンジン用部材、また耐摩耗性を必要とする機械部
品などへの応用が検討されている。
しかしてSi8N4の結合様式は共有結合であるたそし
てこれらの焼結助剤の添加によって目的となどの面で充
分な効果がMげられない。
そこで本発明者らは靭性が高く、慴動特性にもすぐれた
S i 3N4焼結体を得ることを目的として検討を重
ねた結果、この発明に至ったものである。
即ち、この発明はZrO22〜20 ′に’4’、%、
Y2O3および/まだはYNo、01〜10重量俸、残
部Stl’lN4よシなる混合粉末を粉砕混合し、加圧
成形したのち非酸化性雰囲気中で焼結することを特徴と
するSi3N4焼結体およびその製造方法を要旨とする
ものである。
そして焼結方法としては、常圧1完結法、雰囲気加圧焼
結法、あるいはホットプレス法の何れを用いてもよいが
、ホットプレス法では高、智度で高強度の焼結体が得ら
れる反面、複雑な形状のものは得られにくい。
従って密度や強度ケ多少犠牲にしても複雑な形状の焼結
体を得たい場合には常圧V、結法あるいはことが報告さ
れている。
そこで本発明者らはこの結果を再確認すべく、はぼ同様
な実験を試みたが、ZrO2を単独で添加しても殆んど
収縮が起らず焼結は不可能であった。
本発明者らは、上記の点に鑑みて検討の結果ZrO2と
’l’2Q3および/まだは■くを混合した焼結助剤を
Si3N4に添加してi焼結を行ったところ、強度、靭
性、層動性等をともにill!足させる焼結体が得られ
ることを見出したものである。
即ちZrO22〜20 重世%、Y2O3および/″!
!だばYNo、01〜10i是チをS i 8N4に添
加して粉砕混合し、成形したのち非[ぜ化性雰1.’l
」気中で常圧焼結法、昼同気加圧焼結法あるいはホット
プレス法によって焼結したところ、上記の’t3性にす
ぐれた5illN4焼結体が得られたのである。
上記のようにこの発明でZrO2の量を2〜20重量多
と限定するのは、この鼠が2重量%以下では充分な密j
庭が速成されなりために高強度の焼結体が得られず、ま
だ202a徂チを越えても密度は上駒益1弓雑が低下す
るという欠点を有するためでくない。
従ってYzQiiおよび/または拓の量は0.01〜1
0重量%が適当である。
以下、この発明を実施例により詳f11に説明すん実施
例1〜9 Si3N4、ZrO2、Y2O3、■の夫々粉末を第1
衣に示す配合割合で粉砕混合したのち、加圧成形し非酸
化性雰囲気中で常圧焼結法、雰囲気加圧焼結法、あるい
はホットプレス法などによってシ見結を行った。
焼結条件は常圧焼結法が1気圧のN2ガス中、1750
〜1800℃で1時間、雰囲気加圧焼結法は5〜200
気圧のN2ガス中、1800〜1950°Cで0.5時
間、またホットプレス法は1気圧のN2ガス中で150
憤の圧力をかけ1650〜1700°Cで0.5時間で
行った。
但し、米1:IA結体密度゛と理論密度との比を100
分率で示した。
粂2:4X7X25卿の試料を20 mmスパンで3点
曲げを行った結果を示す。
迷3;ビッカース圧沢法によシ測定した。
比較例1〜4′については充分及密度 が得られなかったため実施しなかっ た0 −14: Ring −Ring方式による摩擦試験機
を用い、5ilIN4焼結体の共摺りで行った。
行なわれないことがわかる。
■ 実施例8.9と比較例5.6よI) Zr0gを2
0wt%以上添加した場合には強度が低下することがわ
かる。
■ 実施例8.9と比較例7.8よりY2O3および■
の添加量が10 wt %を越すと、J(ICとjφ擦
係数が極度に低下することがわかる。
■ ZrO2添加量の増大に伴い強度は若干低下するが
、KIcが増加し、JM擦係数が小さくなって、靭性、
摺動性など改善されることがわかる。
■ 実施例と比較例9.1oとを比較すると、従来のM
gO並びにAJffi08焼結助剤を用いた焼結体に比
べてZrO2とY2O3および/またはYN焼結助剤を
用いた焼結体は強度、靭性、JJ動性においてすぐれ特
に靭性と摺動性の面ですぐれているのがわかる0 などのすぐれた特性を有することが実証された。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)  ZrO22〜20重量%、Y2O3および/
    またはYN O,01〜10重量%、残部Si8N4よ
    りなる混合粉末を用いて焼結したことを特徴とする混合
    粉末を加圧成形したのち非酸化性雰囲気中で焼結するこ
    とを特徴とするSi8N4焼結体の製造方法。 (3)焼結を常圧焼結法で行うことを特徴とする特許請
    求の範囲第2項記載のS i aN4N4焼結N遣方法
    。 (4)焼結を雰囲気加圧焼結法にて行うことを’l&徴
    とする特許請求の範囲第2項記載のS i 8N4焼結
    体の製造方法0 (5)焼結をホットプレス法にて行うこ゛とをt18徴
    とする特許請求の範囲第2項記載のSi8N4焼結体の
    製造方法。
JP57132960A 1982-07-31 1982-07-31 Si↓3N↓4焼結体およびその製造方法 Granted JPS5926974A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0183965A2 (en) * 1984-10-23 1986-06-11 Sumitomo Electric Industries Limited Composite sintered silicon nitride material and cutting tool made therefrom

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JPS61312B2 (ja) 1986-01-07

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