JPS5930770A - SiC−Si↓3N↓4系焼結複合セラミクス - Google Patents
SiC−Si↓3N↓4系焼結複合セラミクスInfo
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- JPS5930770A JPS5930770A JP57140833A JP14083382A JPS5930770A JP S5930770 A JPS5930770 A JP S5930770A JP 57140833 A JP57140833 A JP 57140833A JP 14083382 A JP14083382 A JP 14083382A JP S5930770 A JPS5930770 A JP S5930770A
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- sic
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- sintered
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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、新規な5iC−8〜N4系焼結複合セラミク
ス材料に関し、よシ詳しくは、゛繊維状SiCを分散含
有し、高い電気伝導性を備えた放電加工可能なSi3N
4焼結体に関する。
ス材料に関し、よシ詳しくは、゛繊維状SiCを分散含
有し、高い電気伝導性を備えた放電加工可能なSi3N
4焼結体に関する。
Si3N4を主成分とする貿化ケイ素系セラミクスは、
強度、耐酸化性、耐摩耗性、耐熱衝特性等に優れている
ので、ガスタービン用耐熱部材、熱交換器用材料等とし
て、又、耐摩耗性に優れているので各種形泳のダイカス
ト型材やノズル等の材料のSi;tN4セラミクスを得
る為には、熱1f−jl加圧成形法、いわゆるポットプ
レス法によることが好贅しいときれている。しかるに、
この方法においでは、Si3N4素材を比較的単純な形
状の押し型内で加圧する為、例えば橙械用歯車、ガスタ
ービン用翼車等の複雑な形状の部品を成形製造すること
は、困難であシ、この点がホットプレス法の大きな技術
的制約となり一〇いるう従って、 Si3N4系セラミ
クスの神々の浸れた特性を有効に本+1用(2、在来の
金属1fAi−+に代えてこれ全各種の構造用相料とし
て広範に使用する為にC4、企押1桐料と同様にlり「
電の形状にII精度に加工し得る技術及び/又は新規材
料の開発が必要である。例えば、ガスタービン用免車の
製造には、単純な切削前」、のみならず、征次元的加工
も必要である。金属材料製のガスタービン用翼車や複雑
な形状の型材等のMJ!造に際しては、放電加工による
商精度の曲面加]二かり能であるが、電気伝導性の低い
イノ1ユ来のSi3N4糸セラミクスについで(4、放
1+九力LE f行なうことは不可能であった。
強度、耐酸化性、耐摩耗性、耐熱衝特性等に優れている
ので、ガスタービン用耐熱部材、熱交換器用材料等とし
て、又、耐摩耗性に優れているので各種形泳のダイカス
ト型材やノズル等の材料のSi;tN4セラミクスを得
る為には、熱1f−jl加圧成形法、いわゆるポットプ
レス法によることが好贅しいときれている。しかるに、
この方法においでは、Si3N4素材を比較的単純な形
状の押し型内で加圧する為、例えば橙械用歯車、ガスタ
ービン用翼車等の複雑な形状の部品を成形製造すること
は、困難であシ、この点がホットプレス法の大きな技術
的制約となり一〇いるう従って、 Si3N4系セラミ
クスの神々の浸れた特性を有効に本+1用(2、在来の
金属1fAi−+に代えてこれ全各種の構造用相料とし
て広範に使用する為にC4、企押1桐料と同様にlり「
電の形状にII精度に加工し得る技術及び/又は新規材
料の開発が必要である。例えば、ガスタービン用免車の
製造には、単純な切削前」、のみならず、征次元的加工
も必要である。金属材料製のガスタービン用翼車や複雑
な形状の型材等のMJ!造に際しては、放電加工による
商精度の曲面加]二かり能であるが、電気伝導性の低い
イノ1ユ来のSi3N4糸セラミクスについで(4、放
1+九力LE f行なうことは不可能であった。
Si3N4に市気伝)8性の高いMI化ケイ素、炭化子
タン等の第二成分粉末又は粒子fG加してSi3N4焼
結材料全体の電気伝導性を改善することにょシ、放電加
工をnf能ならしめようとする試みもなされている。し
yハしながら、放電加工全可能とする程曳にまで5i3
N1材料の比抵抗を低下させるには、炭化ケイ素、炭化
チタン等の粉末又は粒子をSi3N4!jt@の30粥
或いはそtL以上添加混合−する必要がある。この場合
、Si3N4桐料の放tli加工は可能となったと(7
ても、Si 3N4焼結相料木米の優f’L 7’C特
性が損われることが多く、特に高dtd強度が著るしく
低−トするという大きな欠点を伴う。
タン等の第二成分粉末又は粒子fG加してSi3N4焼
結材料全体の電気伝導性を改善することにょシ、放電加
工をnf能ならしめようとする試みもなされている。し
yハしながら、放電加工全可能とする程曳にまで5i3
N1材料の比抵抗を低下させるには、炭化ケイ素、炭化
チタン等の粉末又は粒子をSi3N4!jt@の30粥
或いはそtL以上添加混合−する必要がある。この場合
、Si3N4桐料の放tli加工は可能となったと(7
ても、Si 3N4焼結相料木米の優f’L 7’C特
性が損われることが多く、特に高dtd強度が著るしく
低−トするという大きな欠点を伴う。
本発明者は、公知のS i 3N4糸材料の加工上の間
也点を解消若しくは軽減すべく種々tII+死を重ねた
結果、S i 3N4中に特定量の繊維状SiC結晶(
通常ひけ結晶或いはクィスヵーと呼ばれでいる)を分散
含イJする焼結蝮合桐料が、その・2・求を満足させる
ことを見出した。即ち、本発明は、Si3N4中にSi
3N4事量の5〜50重量%の節、曲内で長を10〜5
00μm1太さ0.1 ヘ司0/1mの繊維状SiC結
晶を分散含有し、1Ω−測り、下の比抵抗を有すること
全特徴とするS i 3N4糸焼結複合セラミクスに係
る。
也点を解消若しくは軽減すべく種々tII+死を重ねた
結果、S i 3N4中に特定量の繊維状SiC結晶(
通常ひけ結晶或いはクィスヵーと呼ばれでいる)を分散
含イJする焼結蝮合桐料が、その・2・求を満足させる
ことを見出した。即ち、本発明は、Si3N4中にSi
3N4事量の5〜50重量%の節、曲内で長を10〜5
00μm1太さ0.1 ヘ司0/1mの繊維状SiC結
晶を分散含有し、1Ω−測り、下の比抵抗を有すること
全特徴とするS i 3N4糸焼結複合セラミクスに係
る。
本発明においては、長さ10〜5007zrn 、太さ
0.1〜10ttmの繊維状SiC結晶の使用を必須と
する。長感が1071m未満の場合に(1、粒状SiC
を加えて成形した場合と同様の結果を生じ、Si3N4
本来のM1沼1特性を得がたい。一方、長さが5 (1
01tmを超える場合には、成形中に互に絡まり合って
成形操作を妨げ、ち密な成形体の製造が困難となる。
0.1〜10ttmの繊維状SiC結晶の使用を必須と
する。長感が1071m未満の場合に(1、粒状SiC
を加えて成形した場合と同様の結果を生じ、Si3N4
本来のM1沼1特性を得がたい。一方、長さが5 (1
01tmを超える場合には、成形中に互に絡まり合って
成形操作を妨げ、ち密な成形体の製造が困難となる。
又、繊維状SiCの太さが0.1.pmm綱網場合には
、成形中に繊維が破断して、粒状SiCを使用する場合
と同様の結果になる。又、太さが1071mを−F回る
場合には、十分な電気伝導性を与える為に11多h1の
SiCを加える必要を生じ、Si3N4の特性全変化さ
せる。S i 3N4に対する繊維状SiC結晶の問は
、前者100L廿部に対し後者5〜50止童部とする。
、成形中に繊維が破断して、粒状SiCを使用する場合
と同様の結果になる。又、太さが1071mを−F回る
場合には、十分な電気伝導性を与える為に11多h1の
SiCを加える必要を生じ、Si3N4の特性全変化さ
せる。S i 3N4に対する繊維状SiC結晶の問は
、前者100L廿部に対し後者5〜50止童部とする。
SiCの量がSi3N4重景の5%未満の場合には、焼
結体の電気伝導性が十分に改善烙t1ず、一方50%を
」−回る場合には焼結体の放電加工性はよシ向上するも
ののち密度が低下する傾向がある。
結体の電気伝導性が十分に改善烙t1ず、一方50%を
」−回る場合には焼結体の放電加工性はよシ向上するも
ののち密度が低下する傾向がある。
繊維状SiC結酷の添加酸は、Si3N4]J量の10
〜40%とすることがよシ好ましい。
〜40%とすることがよシ好ましい。
本発明の5iC−8i3N4系焼結複合セラミクスは、
次の様にして製造される。
次の様にして製造される。
(1) 粒度0.1〜571m程度のSi3N4粉末
に所定惰の繊維状SiC結晶全添加混合し、均一に分数
させた後、混合物重量の0.1〜2%程度の粘結剤を加
え、成形及び乾燥後、焼結して、所望の複合セラミクス
とする。粘結剤としては、好捷しくはポリビニ7レアル
コール ギン酸ソーダ等の水、アルコール或いはその他の有機溶
剤溶液が使用される。Si3N4 、SiC及び粘結剤
からなるペーストは射出成形、押出し成績等により所定
形状に成形さノ1,、イ(すられた成形体は、加熱又は
減圧下に予備乾燥き)1、次いで6 0 0 ’C以F
に加熱して粘結剤を除去芒ノLる。次いで乾燥し/ζ成
形体を加圧又は非加圧ド1600〜1 8 !i (1
℃程属の紐度で焼結する。
に所定惰の繊維状SiC結晶全添加混合し、均一に分数
させた後、混合物重量の0.1〜2%程度の粘結剤を加
え、成形及び乾燥後、焼結して、所望の複合セラミクス
とする。粘結剤としては、好捷しくはポリビニ7レアル
コール ギン酸ソーダ等の水、アルコール或いはその他の有機溶
剤溶液が使用される。Si3N4 、SiC及び粘結剤
からなるペーストは射出成形、押出し成績等により所定
形状に成形さノ1,、イ(すられた成形体は、加熱又は
減圧下に予備乾燥き)1、次いで6 0 0 ’C以F
に加熱して粘結剤を除去芒ノLる。次いで乾燥し/ζ成
形体を加圧又は非加圧ド1600〜1 8 !i (1
℃程属の紐度で焼結する。
(11) 或いは、粒度1〜1011In程度のケイ
J粉禾に繊維状’SiC結晶を加え、更に上記と同様に
MIJ結ハ1]を加えて?また均一なペースト金冷1f
11加圧成形等によりp)「定形状に成形(また後、乾
燥・し、窒素雰囲気F1200〜1400℃捏/lで焼
成して、ケイ素f窒化ケイ累に変化させる。本方法にふ
・いては、焼結体中のS i 3N4とSiCとの割合
が所定の範囲となる様に、ケイ素粉末と繊維状SiC結
晶と全予め配合しておく。
J粉禾に繊維状’SiC結晶を加え、更に上記と同様に
MIJ結ハ1]を加えて?また均一なペースト金冷1f
11加圧成形等によりp)「定形状に成形(また後、乾
燥・し、窒素雰囲気F1200〜1400℃捏/lで焼
成して、ケイ素f窒化ケイ累に変化させる。本方法にふ
・いては、焼結体中のS i 3N4とSiCとの割合
が所定の範囲となる様に、ケイ素粉末と繊維状SiC結
晶と全予め配合しておく。
尚、上記(1ン及び(11)のいずれの場合にも、必要
に応じΔIgO, AhOa、Zr02 並びにY2
O2、La203 等のうンタ二ド酸化物等の酸化物
1、A/N + B eN2等の窒化物等の焼結助剤の
併用全妨げない。
に応じΔIgO, AhOa、Zr02 並びにY2
O2、La203 等のうンタ二ド酸化物等の酸化物
1、A/N + B eN2等の窒化物等の焼結助剤の
併用全妨げない。
本発明の5iC−8i3N4系焼結複合セラミクスは、
^い電気伝界性金有しているので、放電加工性に優れで
いる。SiCを粉末又は粒子として使用する場片には、
各粒子成分が非電導性のSi3N4成分により取シ囲′
!2れ、孤立した状態となυやすいので、電気伝導性を
十分に高める為には、多桁の使用が必要になり、前述の
如く、焼結体の特性を低下させる。しかるに1、本発明
においては、繊維状SiC結晶がSi3N4焼結体の補
強材としても機能するので、常温及び高幅におけるSi
3N4焼結体の機械的特性をも改善するという効果も奏
される。
^い電気伝界性金有しているので、放電加工性に優れで
いる。SiCを粉末又は粒子として使用する場片には、
各粒子成分が非電導性のSi3N4成分により取シ囲′
!2れ、孤立した状態となυやすいので、電気伝導性を
十分に高める為には、多桁の使用が必要になり、前述の
如く、焼結体の特性を低下させる。しかるに1、本発明
においては、繊維状SiC結晶がSi3N4焼結体の補
強材としても機能するので、常温及び高幅におけるSi
3N4焼結体の機械的特性をも改善するという効果も奏
される。
この様な本発明の5iC5i3N4系焼結体は、高温で
使用さ71.る複雑な形状の機械部分の製造を可能とし
、又大聖の焼結体から多量の小型部品を効率良く製造す
ることをも可能とするものである。
使用さ71.る複雑な形状の機械部分の製造を可能とし
、又大聖の焼結体から多量の小型部品を効率良く製造す
ることをも可能とするものである。
実施例1
5i3N4粉禾(0,5〜211rn) l 00−
@(N部に焼結助剤としてのMg0511重量部、よく
分散したSiCクイスカ−(太チ0.1〜511m、長
さ5 (1〜500//m)mられfcペーストを減圧
ろ過性により薄板状に成形し、130°Cで10時間乾
燥した後、300に7/祠の加圧−l’ 1800 ’
Cで焼結して10()%411対密度0焼結体をイ(す
た。
@(N部に焼結助剤としてのMg0511重量部、よく
分散したSiCクイスカ−(太チ0.1〜511m、長
さ5 (1〜500//m)mられfcペーストを減圧
ろ過性により薄板状に成形し、130°Cで10時間乾
燥した後、300に7/祠の加圧−l’ 1800 ’
Cで焼結して10()%411対密度0焼結体をイ(す
た。
得らねた焼結体の比視、抗、室部強度、1[11詞強度
(1300’C)及び砂川を一第1表に示す。
(1300’C)及び砂川を一第1表に示す。
本発明焼結体の電気伝導性は、放箱加工呵能な程度に茜
く、又特に高温における機械的特性に優れていることが
明らかである。
く、又特に高温における機械的特性に優れていることが
明らかである。
実施例2
S i 3N4に対するSiCクイスカーの%Iを40
重が部とした以外は実施例1と同様にして焼結体を得た
。得られた焼結体の物性を第1表に併せて示す。
重が部とした以外は実施例1と同様にして焼結体を得た
。得られた焼結体の物性を第1表に併せて示す。
比較例l
SiCクイスカーを使用しない以外は実施例1と同様に
して焼結体を(17−た。焼結体の物性は第1表に示す
j+iI#)である。
して焼結体を(17−た。焼結体の物性は第1表に示す
j+iI#)である。
qS1表
(以上)
Claims (1)
- Q) Si3N4中にS i 3N4東最の5〜50
%の範囲内で長さ10〜5001’ms大さO,1〜1
13μ(mの繊維状SiC結晶を分散含有し、lΩ−σ
以下の比抵抗を仔することをll−+徴とする5iC−
5i3N4系焼結複合セラミクス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57140833A JPS6035316B2 (ja) | 1982-08-12 | 1982-08-12 | SiC−Si↓3N↓4系焼結複合セラミクス |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57140833A JPS6035316B2 (ja) | 1982-08-12 | 1982-08-12 | SiC−Si↓3N↓4系焼結複合セラミクス |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5930770A true JPS5930770A (ja) | 1984-02-18 |
JPS6035316B2 JPS6035316B2 (ja) | 1985-08-14 |
Family
ID=15277769
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57140833A Expired JPS6035316B2 (ja) | 1982-08-12 | 1982-08-12 | SiC−Si↓3N↓4系焼結複合セラミクス |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6035316B2 (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS627672A (ja) * | 1985-07-04 | 1987-01-14 | 株式会社 香蘭社 | 繊維強化された窒化ケイ素セラミツクの製造方法 |
JPS6270266A (ja) * | 1985-09-20 | 1987-03-31 | 日本特殊陶業株式会社 | 切削工具用複合焼結体の製造方法 |
JPS62230680A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-09 | 住友電気工業株式会社 | セラミツクス複合体の製造方法 |
JPS63265864A (ja) * | 1987-04-22 | 1988-11-02 | Yoshida Kogyo Kk <Ykk> | 高強度Si3N4―SiCウィスカー複合体 |
JPS6432003A (en) * | 1987-07-28 | 1989-02-02 | Mazda Motor | Apex seal of rotary piston engine and manufacture thereof |
JPS6452683A (en) * | 1987-06-09 | 1989-02-28 | Sandvik Ab | Whisker of like reinforced ceramic cutting tool material |
US4855262A (en) * | 1986-11-25 | 1989-08-08 | Battelle Memorial Institute | Method of manufacturing silicon nitride composition reinforced with silicon carbide whiskers having silicon oxide coating |
EP0419151A2 (en) * | 1989-09-18 | 1991-03-27 | Ngk Insulators, Ltd. | Sintered ceramic composite body and method of manufacturing same |
EP0419150A2 (en) * | 1989-09-18 | 1991-03-27 | Ngk Insulators, Ltd. | Sintered ceramic composite body and method of manufacturing same |
US5356842A (en) * | 1990-12-26 | 1994-10-18 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Composite ceramic powder and production process thereof |
-
1982
- 1982-08-12 JP JP57140833A patent/JPS6035316B2/ja not_active Expired
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS627672A (ja) * | 1985-07-04 | 1987-01-14 | 株式会社 香蘭社 | 繊維強化された窒化ケイ素セラミツクの製造方法 |
JPS6270266A (ja) * | 1985-09-20 | 1987-03-31 | 日本特殊陶業株式会社 | 切削工具用複合焼結体の製造方法 |
JPH0585506B2 (ja) * | 1985-09-20 | 1993-12-07 | Ngk Spark Plug Co | |
JPS62230680A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-09 | 住友電気工業株式会社 | セラミツクス複合体の製造方法 |
JPH0443876B2 (ja) * | 1986-03-31 | 1992-07-17 | Sumitomo Electric Industries | |
US4855262A (en) * | 1986-11-25 | 1989-08-08 | Battelle Memorial Institute | Method of manufacturing silicon nitride composition reinforced with silicon carbide whiskers having silicon oxide coating |
US4888310A (en) * | 1986-11-25 | 1989-12-19 | Battelle Memorial Institute | Pulverulent silicon nitride composition including oxidized silicon carbide whiskers |
JPH0550470B2 (ja) * | 1987-04-22 | 1993-07-29 | Yoshida Kogyo Kk | |
JPS63265864A (ja) * | 1987-04-22 | 1988-11-02 | Yoshida Kogyo Kk <Ykk> | 高強度Si3N4―SiCウィスカー複合体 |
JPS6452683A (en) * | 1987-06-09 | 1989-02-28 | Sandvik Ab | Whisker of like reinforced ceramic cutting tool material |
JPH0791122B2 (ja) * | 1987-06-09 | 1995-10-04 | サンドビック アクティエボラーグ | 切削工具用のタフネス強化セラミック材料 |
JPS6432003A (en) * | 1987-07-28 | 1989-02-02 | Mazda Motor | Apex seal of rotary piston engine and manufacture thereof |
EP0419151A2 (en) * | 1989-09-18 | 1991-03-27 | Ngk Insulators, Ltd. | Sintered ceramic composite body and method of manufacturing same |
US5217932A (en) * | 1989-09-18 | 1993-06-08 | The Tokyo Electric Power Co., Ltd. | Sintered ceramic composite body and method of manufacturing same |
US5196386A (en) * | 1989-09-18 | 1993-03-23 | The Tokyo Electric Power Company, Incorporated | Sintered ceramic composite body and method of manufacturing same |
EP0419150A2 (en) * | 1989-09-18 | 1991-03-27 | Ngk Insulators, Ltd. | Sintered ceramic composite body and method of manufacturing same |
US5356842A (en) * | 1990-12-26 | 1994-10-18 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Composite ceramic powder and production process thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6035316B2 (ja) | 1985-08-14 |
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