JPS5939774A - セラミック焼結体の製造方法 - Google Patents

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】 本発明は、セラミック射出成形体の１１り（脂方法に関
り−る。

セラミック材料は、近年、自動車部品、耐熱側斜、電子
材料ｑ、その用途がＤ速に広がりつつあり、それに伴い
、製品の形状も複層１化の（Ｃ１向にある。

その１．：め、レラミック十Δわ１を、複′ｊ１１な形
１人の成形量に精度良く、かつ能率的に成形する方法と
１で、適当な有機物とセラミック材料どの混合物を成形
する、いわゆる射出成形法が採用されている。

しかし、射出成形法により成形した場合は、成形後に、
前記有機物の除去、即ち、脱脂を行なわなければならな
い。

従来、かかるセラミック射出成形体の脱脂は、空気中、
又は不活性ガス雰囲気中、又は真空中等で、該成形体を
加熱することによって行なっていた。

しかし、従来の脱脂方法では、加熱時にお（）る有機物
の急激な熱分解等に起因づ−る、該成形体の変形、クラ
ックの発生等を防止づるため、昇温速度を遅くしなｔノ
ればならなかった。そのため、脱脂に長時間を要した。

また、そのように４温速度を遅くしても、若干の不良品
の発生はまぬがれ得なかった。

本発明は、かかる事情に鑑み案出されたものであり、脱
脂時におけるセラミック成形体の変形、クラックの発生
等の不良を防止するとともに、脱脂時開そ′のものを短
縮し、作業能率の良い脱脂方法を！ｊえるものである。

即ち本発明の脱脂方法とは、脱脂Ｊべきセラミック射出
成形体を、セラミックの粉末で被覆して成形体表面に被
覆層を形成し、しかる後加熱Ｊることによっ（ｌｌ１２
脂するものである。ここに、ｉ！１ｌＷ１層の厚さは０
．５〜５ｍｍ程度が望ましい。

また、被覆層を成ずセラミックの粉末は、加熱されるこ
とによ・）て、ｆｌｉｔ記成形体の表面へ滲み出（くる
有機物を、吸い取ることにＪ二り、１１ｊ（脂を促進１
Ｊる働きをするものである。したがって、セラミック粉
末の比表面積は大きい方が良く、０．Ｅ５ｍ２／ｃ＋稈
度以上であることが望ましい。

被覆層のセラミックどして何を用いるかは、成形体の相
別に応じて選択でさる。たとえば、前記成形体のヒラミ
ック拐わ１が、窒化硅素（Ｓｉ　３Ｎ４）、炭化珪素（
ＳｉＣ）、アルミノ（Δ１２０′３）、マグネジノ’（
Ｍ！３０）、ジル−１−ア（／１゛０２）、酸化ベリリ
ウｌ＼（ＢＣＯ）、窒化ｊノルミニラム（ΔＩＮ）等ぐ
あれば、被覆層を、窒化ホウ素（１３Ｎ＞で形成覆るこ
とができる。

また、被覆層は１層に限定しなくともよい。たとえば、
前記成形体に、まず窒化ホウ素を被覆し、さらに（の上
に重ねて第２の被覆層として窒化硅素（Ｓｉ　３Ｎ４）
を被覆してもよい。要は、被覆層によって、該成形体の
表面へ滲み出てくる有機物を吸い取ることができればよ
い。したがって、被覆層どしては、他に、炭酸カルシウ
ム（Ｃａ　Ｃ０３）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ２＞、マグネ
シア（Ｍ（１１０）、窒化硅素（Ｓｉ　３Ｎ４）、炭素
（Ｃ）等も使用できる。なお被覆層の形成は、これらの
粉末を、１〜ルエン、ベンゼン、シン太−等の揮発性の
４１機溶剤に分散し、それを成形体に噴霧し、乾燥さぜ
ることによって行えばにい。

こうして被覆層を形成した成形体を加熱し、脱脂する。

この場合、加熱温度は、特殊な例外を除き、通常のレジ
ミック成形体では、４００℃程度以下である。

なお、被覆層をなりセラミックは成形体の焼結温度にお
いても、該成形体と反応あるいは焼結しないものであれ
ば、なＪ３良い。その場合は、脱脂後、被覆層を除去せ
ず、そのまま焼結ぐきるため、能率的である。

本発明の方法により脱脂を行なうと、被覆層により、成
形体表面に滲み出て来る有機物を、すみやかに吸い取る
ことができるため、能率的であり、不良品の発生率も低
い。また脱脂後に、前記被覆層は、空気吹付等により、
容易に除去できる。なお、成形体の焼結は、被″ａ層を
除去した後、該成形体を焼結温度では該成形体と反応あ
るいは焼結しないセラミック粉末中に埋没して行う。し
かし被覆層として、成形体の焼結湿度でも、該成形体と
反応あるいは焼結しない物質を用いた場合は、脱脂後、
該埋没工程を経ずにそのまま焼結でき、より能率的であ
り、また、不良品の発生率も、より低くすることができ
る。

なお、本発明の脱脂方法においで、脱脂時の雰囲気は、
空気中であっても不活性ガス中であっても、あるいは真
空中であってもよい。

以下、実施例に基づぎ本発明を具体的に説明する。

実施例において用いた、被＋１１２脂休であるしラミッ
ク（ト）出成形体は、ターボヂト−ジャー用ローターで
ある。該ターボデ！・−ジャー用［１−ター（以ト「ロ
ーター」と略す）は、平均粒径０．８μｍの窒化硅素（
Ｓｉ　３Ｎ４）粉末６６．５ｗｔ％に、平均粒径０．６
μｍのスピネル１２Ｗし％を焼結助剤として加え、これ
にアタクチツクボリブ１］ピレンとパラフィンｈ＋　ｔ
ら成る熱可塑性樹脂２１．りｗｔ％を混合し、該氾金物
を１８０℃、９００Ｋ（＋／ｃｍ２で射出成形して得た
ものである。

このローターに、１〜ルエン、ペンビン、シンナー等の
有機溶剤に分散させた、炭酸カルシウム（ＣａＣｏ　３
）、又は、アルミノ　（Ａｌ　　２０３）、又【ま、マ
グネジツノ（Ｍｃ＋Ｏ）、、又は窒化ホウ素（１３Ｎ＞
、又は、窒化硅素（Ｓｌ　３Ｎ４）、又は、カーボンブ
ラックを、それぞれ噴霧し、乾燥させ、該［ｌ−夕−の
表面に被覆層を形成ｊ）だ。ローターは以下の各試験に
つき、各８個づつ作成し、用いｌこ　。

まず、前記、表面に被覆層を形成した［１−ターを、そ
れぞれ、２°Ｃ／　ｈの！！″？濡速度で／１００°ｃ
ｔで加熱し、脱脂した。雰囲気は〈′１）空気中、（２
）１〜１００ｍｍＨｇの空気中、（３）１００〜Ｆ５０
　Ｑ　ｍｍ　ＥＩ　Ｏの空気中、（４）窒素中σ）　４
１ｆｆｔつと　１ノ　Ｉこ　。

なＪ３、比較のために、なんら被覆層を形成Ｕす゛、他
の条ｆ１を同じくシ（加熱し１，４　Ｊ場合に−）０（
ｔ）６式％式％ なｌυら被ｍ層を形成！！７．丁、いわば裸σ）状態ぐ
１１＋１ベ−での［］−ターに、目ン只によ−）て、ク
ラックの発１が認められた。また、（２）　１〜１００
ｍｍ１１ｇの空気中で（＞、８細巾６個の１−１−ター
（こ目視ｔこＪ、っ−Ｃ゛、クラックの死生が認められ
た。

被覆層を形成した揚台、叩〕５、本発明Ｑ）　ｌｌ５２
１１ＲｊＪ法を採用した場合は、被覆層を成Ｊ物貿の種
類の４Ｔかった。また、Ｘ線による非破壊検査でも、（
１）空気中、（３）　１００〜５００ｍｍＨｑ　（１）
空気中、（４）窒素中では、いずれも８細巾６個に番よ
異富」よ発生ｔ！ず、（２）　１〜’Ｉ　ＯＯＩｎｍｌ
−１ｇでは、まったく以上はみとめられなかった。なお
、被覆層は、脱脂後に、空気吹（ｑＪにより、容易に除
去づることかできた。

叩ら、本発明の方法にＪ−り脱脂を実７ＩＩ！づると、
従来の方法に比し、不良品の発生率（よ非常に低く、ま
た能率的である。

次に本発明の方法ににす１ｊ；２脂しＩＣローターのう
ち、窒化ホウ素（Ｂ　Ｎ　）で被覆し脱脂したローター
について、脱脂後、被覆層を除去せずそのまま焼結づる
場合と、被頃層を除去した後、窒化ホウ素（１３Ｎ　）
と窒化硅素（Ｓｉ　３Ｎ４）の混合粉末中へ［二１−タ
ーを埋没し焼結する場合を比較した。

焼結はいり゛れも１０ａｔ、ｍの窒素（Ｎ２）中で４時
間、１７５０℃に加熱して行った。

粉末中へ埋没させ焼結した場合は、埋没作業に手間どり
、また、その際、しばしばローターを破１（］］ノだ。

これに９・］シ、被覆１とｉを除去【！す゛、でのＪ。

ま焼結した１組合（９）１、作ｆｆ＋３　（だ棒゛は；
）（１°２１ｉ’１−１−Ｌ、、しか０４ｔｌｖら破損
しイｒか・）た３、 即し、窒化ホウ素（１３Ｎ　＞のｃｌ、′）（・ニソリ
゛こ桔溜ｊ　ｌｊ↓で（Ｊ、ローターど反応ｄりるい１
．１．２ψ’ｌ　ｈ’ｉシ’ｔ、−い物７’ｉ　ｌ、１
」−ターを被Ｔりした腸合（は、１１）１脂後−どの、
ｊｌ、Ｊ：焼れ１１でき、能率的である。

も−Ｊ３、被覆層を一層どぜり゛、Ｊ、！１′窒化ホウ
素（１３Ｎ　）　′Ｃ：被覆し、イの上にさらに３）チ
化硅索（Ｓｉ　　３　Ｎ　４　）　（ｆｆｉ？Ｉ、１７
ｆｆｌＬ／、：ａ−／）　−ニ：）イー（、＋ｒ’＋ｔ
　＋ｉ　ニ脱脂し、被覆１１゛ｑをぞのンｊ、ンＬどし
、！ψ；：　Ｉｊ’ｌ　Ｌ／た１、これを窒化ホ・シ素
（ＢＮ）−４冑のみをイ伎宜１１ノだ１１代才２１ど比
較づるど、表面が平滑でｄクリ１．ＪＩ　Ｉｉ”；　（
ｌ　ｌ−げがｆ′ｆ易であった。

以−１−１実施例にＪ−リ、訂述したどころからし明ら
かなにうに、本発明のＩＩＱ脂ブｊ法（４，」、ると、
１ｌｌｉ　ｌ１ｉｉによる不良品の死生を・防）ｌ−（
゛き、３１、人−、イ′［業＋１′Ｊ間も短縮でさる。

１ さらに、被覆層を多１１２ｊどりることにＪ、す、成形
体表面をにり綺罷に什」−げること乙（゛さる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）セラミックと有機物との混合物を射出成形してＩ
   ＩＶ／、：　ｂラミック削出成形体を加熱し、該セラミ
   ック射出成形体より、該有機物を除去−する、セラミツ
   クロ・１出成形体のｍ２脂方法にＪ３いて、該セラミッ
   ク成形体の表面に、セラミック粉末の被覆層を形成しＣ
   １該ヒラミック成形体より、前記有機物を、該被覆層を
   介しでＩ］ＩＪ脂することを特徴とり”る、セラミック
   射出成形体の脱脂方法。 （２）前記被覆層を形成するセラミックは、前記成形体
   の焼結温度で、該成形体と反応あるいは焼結しない耐火
   性セラミックである、特６′１請求の範囲第１項記載の
   ｎＩＪ脂方法。 （ご３）前記成形体が、窒化硅素（Ｓｉ　３Ｎ４）製、
   又は炭化珪素（Ｓｉ　Ｃ）製、又はアルミナ（△１２０
   ３）製、又はマグネシア（Ｍｏｂ）製、又はジノ１１．
   ；コニア（／１・０２）Ｍ、又ｔよ窒化アルミニ・クム
   （ＡＩＮ＞Ｗ、又は酸化ベリリウＡ（［３００）製であ
   り、前記被覆層を成りセラミックが窒化／トつ素（ＢＮ
   ）ｒある、特許１請求（’）　ｆｉ５１１１１第２　Ｊ
   ｎ　ｎ＋シ載の１悦脂方法。 （／Ｉ）前記成形体が酸化ベリリウム（＋３００）製、
   又は炭化珪Ｍ　（Ｓ！　Ｃ）製Ｃあり、前記被覆層が炭
   素（Ｃ）である特ム′１晶求の範囲第２１負記；睨の１
   １ｊ１脂方法。 （５）前記成形体が窒化耐糸（Ｓｉ　３Ｎ４）製であり
   、前記被覆層が２層から成り、内層が窒化ホウ素（ＢＮ
   ）であり、外層が窒化硅素である特ム′１請求の範囲第
   ２項記載の１ｊ；（脂方法。