JPS60118676A - セラミックス焼結体の製造方法 - 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、高強度で信頼性が高く、均一な組１哉を有し
欠陥のないセラミックス焼結体の製造方法に係シ、特に
本発明は肉厚品や複雑形状品にも最適の各種の前記特徴
を有するセラミックス焼結体の製造方法に関する。

従来、一般的に行われているセラミックス焼結体の製造
方法は、セラミックス原料を所望の形状に成形し、次い
で加圧又は常圧下で焼結する方法である。

ところで前記セラミックス原料を所望の形状に成形する
方法としては、泥漿鋳込み成形、ドクターグレード成形
、押出し成形、射出成形、乾式または半乾式加圧成形、
揺動成形成いは冷間ラバーフ゛レス成形などの各種の成
形方法が知られている。

しかしながら、このような成形方法により肉厚の一次成
形体を成形するとセフミックス原料微粉の粒子相互の作
用で該成形体に圧力分布や温度分布音生じ、該成形体の
表面部と内部との各部分で著しい密度差や残留応力が生
じ易く、また、複雑な形状の一次成形体を成形すると圧
力が該成形体の各細部まで均一に伝達されず、圧力不足
や集中応力が生ずる部分があって、ひいては成形体に亀
裂や変形を惹き起し易い欠点がある。

このように、肉厚や抱雑形状の成形体は、その−次成形
時に多くの欠陥を生じ易く、得られるセラミックス焼結
体は極めて不均一・の組１哉のものとなり諸物性の劣化
の原因とな−ている。すなわち、上記のような欠陥を有
する一次成形体を焼結すると、焼結後もこれらの欠陥は
そのまま残留するばかりでなく、組鰍の不均一性や成形
体の形状の如何によって新らたに成形体に亀裂、フクレ
、局部的な反りやねじれなどの歪み変形を生じて、正常
な形状で均一な組繊のセラミックス焼結体を得ることは
極めて困難であった。

そのため、肉厚の一次成形体を成形するに当っては非常
に高い圧力を加えて該成形体の表面部と内部との密度差
をできるだけ少くする試みがなされたり、該成形体を焼
結するに当って昇温速度を著しく遅くして表面部と内部
との収縮の差を出来るだけなくする試みなどがなされて
いた。

しかしながら、このような試みは高圧プレスの設備費が
高価なものとなったり、焼結時間に長時間を要するため
著しく生産性が低下し、セラミックス焼結体の量産には
適しないなどの欠点があった。

一方、複雑形状の一次成形体を成形するに当っては、た
とえば特開昭５６−４５８７１号公報および特開昭５６
−５０１７５号公報などによれば、複雑形状部分を幾つ
かのパーツ部分に分割して成形１７た後、これらの分割
成形体を焼成前或いは焼成後に部分的に嵌合したり他の
接合方法により成形体各部分を合体し一体化することが
行われている。

しかし彦から、このような方法によれば成形工程や焼成
工程が幾つかに分かれて複雑となるばかりでなく、嵌合
部分や接合部分の成形体や焼成体の強度が一体成形方法
の場合に比較して低下する欠点があり、葦た製品の諸物
性や生産性の点でも難点があった。

このように、分割した肉厚や複雑形状の一次成形体から
は高強度でその他の諸物性が優れた高い信頼性のあるセ
ラミックス焼結体を製造することは非常に困難であった
。

これに対し、特開昭５５−７５９６９号および特開昭５
５−７５９７０号公報などによれば、セラミックタービ
ンローグーのような複雑形状のセラミ、ノクス製品の製
造方法において、窒化ケ・ｒ素と焼結助剤とからなるセ
ラミックス材料粉末に有機バインダーを混合したものを
射出成形により一体成形した後常圧焼結し、その後必要
に応じて粉体の圧力媒体を用いたホットプレスまたは熱
間等圧フ゛レスを行うことにより、高密度で高強度の焼
結体を製造することができると報告されている。

し、かじながら、この製造方法においては円板状のハブ
部とその外周に設けられた翼部とが一体成形されるため
、特に翼部のように複雑形状である部分のうち翼の付は
根部分などは該成形体の厚さがハゲ本体部に比較して著
しく薄くなっており、肉厚の部分から急激に１ｒ！−さ
が薄くなる部分であることから局部的に集中応力が加わ
って亀裂を生じ易く、さらに部分的な密度の差に伴う焼
結時の熱膨張の差に裁置する応力が境界部に集中して加
わ妙亀裂が生じ易くなるため、焼結体の全体にわたり均
一な組織を形成することはきわめて困難であった。

本発明は、上記従来技術の事情に鑑み、高強度で信頼性
が高く、均一な組織を有し欠陥のない各種のセラミック
ス焼結体の製造方法を提供することを目的とするもので
ある。

本発明によれば、各種のセラミックス原料微粉に熱可塑
性を有する有機物Ｃ以下、熱可塑性有機物と称す）を均
一に混合添加したものを一次成形し、その表面に特に被
膜を形成することなくその擾まの状態でホットプレスま
たは熱間等方正プレヌを行うか或いは表面にたとえば熱
可塑性物質から成る被膜全形成して外気と遮断した状態
でホットプレスまたは熱間等方圧プレスを行い、次いで
前記有機物および被膜を除去した後、該成形体を焼結す
ることを特徴とするセラミックス焼結体の製造方法を提
供することによって前記目的を達成することができる。

次に本発明について詳しく説明する。

従来、セラミックス原料粉末に１種又は２種以上の打機
質バインダーを添加し混練したものを成形し、該成形体
を加熱して含有されるバインダーを除去した後に焼結す
るセラミックスの製造方法ハ、前記のセラミックタービ
ンローターの製造方法などによって、既に公知の技術で
あるが、本発明者らは前述のように成形体を加熱して有
機バインダーを除去する際に、バインダーが軟化して同
時にセラミ’７り原料微粉の各粒子が移動し易くなるこ
となどに着眼し、有機バインダーの除去前に圧力媒体を
用いたホットプレスまたは熱間等方圧フ゛レス方法で温
度を加えつつ圧力を加えることによって、成形圧力の伝
達が成形体の細部にまで均一に行きわたり、その結果均
一な組織を有し全体として欠陥がなく高強度で信頼性の
高い各種のセラミックス製品が得られることを新規に知
見し本発明を完成するに至った。

つまり、本発明はセラミックス原料微粉に熱可塑性有機
物を均一に混入添加した混合物を射出成形や押出成形の
ように従来知られた一般的な前述のような成形方法でま
ず一次成形し、肉厚や複雑形状の成形体のように気泡が
比較的多く残存し易いものは、その表面に可塑性被膜を
形成して外気を遮断した状態で熱可塑性有機物を軟化し
た状態下で、ホットプレスまたは熱間等方圧プレスで二
次成形し、この成形体の芯部や細部のすべての部分に至
るまで圧力を均等に伝達することによって、成形体全体
に気泡がなく密度差もない成形体を得ることを特徴とす
るものである。そのため、−火成形の際に生じていた残
留応力は解除され、集中応力によって生じた成形体の亀
裂やフミネショーンは完全に解消される。一方、円板や
薄板の、しうな単純形状の成形体のように気泡が比較的
少ない独立気泡や無泡のものは、その表面に被膜を形成
することなくそのままの状態でかつ熱可塑性有機物が軟
化した状態下で従来では採用されていなかったホットプ
レスまたは熱間等方圧デレヌで二次成形し、均一な密度
の欠陥のない成形体を得る。

このように従来では採用されていない二次成形処理をす
ることによって、その後の熱可塑性有機物及び成形体表
面の被膜の除去や焼成の工程のコントロールも容易とな
り、さらには焼結体の組織全体が均一で緻密なものとな
るため、機械強度やその他の諸物性も向上することにな
る。

なお、独立気泡の成形体においてもその表面に熱可塑性
被膜を形成して、ホットプレスや熱間等方圧プレスを同
様に行うこともできる。

本発明によれば、セラミ１．クス原料徽粉に熱可塑１生
有機物を均一に混合した混合物を一次成形することが必
要である。

本発明Ｑこおける前記セラミックス原料微粉としては種
々のものが使用できるが、なかでも灰化物、窒化物、Ｉ
Ｖ化物あるいはそれらの化合物のなかから選ばれる少な
くとも１種を主成分とするものであることが好筐しく、
炭化物としては例えば炭化珪素、炭化ホウ素、灰化アル
ミニウム、灰化タングステン、灰化チタン、灰化タンタ
ル、炭化ジルコニウム、窒化物としては例えば窒化珪素
、窒化ホウ素、窒化アｌレミニウム、窒化チタン、窒化
タンタル、窒化ジｌレコニウム、酸化物としては例えば
ステアタイト、フォルステライト、アルミナ、ジルコン
、ベリリア、マグネシア、ムフイト、コージェライト、
チタン酸アルミニウム、ジルコニア等を使用することが
できる。

本発明において、前記セフミックス微粉は平均粒径が２
μｍ以下の微粉末であることが好ましい。

平均粒径が２μｍよりも大きいセラミックス粉末は粒子
相互の接触点が比較的少なく、従来公知の潤滑剤で十分
成形性を向上させることができるが、粉末の焼結性が劣
るため、高密度の焼結体を製造することが困難であるか
らである。

そして、上記セラミックス原料微粉のほかに、必要によ
り焼結助剤が添加される。

窒化珪素、灰化珪素等はそれ自体では焼結しにくい材料
であるのでこの場合は焼結を促進するために適呈の焼結
助剤が必要である。これら焼結助剤としては酸化イツト
リウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化セ
リウム、酸化ジルコニウム、酸化珪素等の酸化物の他、
ボロン、炭化ボロン、炭素、炭化タングステン等を用い
ることができる。特に酸化物は焼結促進性が旨く好まし
いが、この中でも特に酸化イツトリウム、酸化アルミニ
ウム、酸化マグネシウム１Ｉｌｉ焼結促進性に優れると
ともに、焼結部材の高ｌ晶強度を低下させることが少な
く特に好走しい。これらの焼結助剤の粒度も微粉である
事が好ましい。

一方、本発明における前記熱可塑性有機物としては、ワ
ックス、木ろう、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
ゲタジエン、ブタジェン共事体、シェラツク、ポリビニ
ールアルコール、ポリ酢酸ビニール、メナｌレセルロー
ス、　ｔ！ｉｌｉ酸セルロース、ポリアクリレート、ポ
リメタアクリレ−１・、ホリスチレン、ポリエステ）Ｖ
樹脂、更には樟脳、ナフタリン、ステアリン酸、オレイ
ン酸、パルミチン酸、リノーｙｖｔｍ、アントラセン、
カルバミン酸及びそれ等の誘導体の中から１種又は２種
ＩＪ上選ばれたものが用いられる。

また、これらの熱可塑性有機物のほかに通常成形圧力の
伝達性を良好にし成形性全改善するために潤滑剤を添加
することが行なわれている。

前記ｆｆ？Ｉ滑剤としては例えばカーボワ、７クス、ス
テアリン酸ジグリコール、ステアリン酸、ステアリン酸
マグネシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸バリウ
ム、ステアリン酸アルミニウム、鉱油ト脂肪の混合物、
パラフィンユマルジョ／、ワ０．クスエマルジョン、グ
リセリンあるいはポリエチレンなどがある。

本発明によれば、Ａｉｌ記セラミックス原料微粉１００
谷世部に対して、前記熱可塑性有機物５〜８００谷量部
を添加し混合することが必要で罎ンる。

その理由は、前記熱可佇ｌ性有機物の添加ｍｌが５谷足
部より少ないと、混合物は成形性が著しく劣り一次成形
体の形成する際に極めて大きな圧力を必要とするばかり
でなく、該成形体の嵩密度や成形時の圧力分布にバラツ
キが生じ易くなる。また二次成形時にホノトフ゛レスや
熱間等方圧プレスにより加温しても前記が３可塑性有機
物が軟化ｔ、て流動性を増して均一で欠陥の少ない成形
体を得ることが困難である。一方５ｏｎｓ量部より多い
と該成形体中に存在する熱可塑性有機物の占める量が多
くなり過ぎて成形体の密度が低くなり高密度の焼結体を
得ることが困難となるからである。なかでも、斜面塑性
有機物の添加量は２０〜２００谷量部であることが好適
である。

本発明によれば、前記セラミックス原料微粉と熱可塑性
有機物とその他必要により添加される焼結助剤１だは潤
滑剤などの混合物を一次成形することが必要である。

一次成形する方法としては、前述のような射出成形、押
出成形、泥漿詰込み成形、ドクターグレード成形、乾式
又は半乾式加圧成形、揺動成形成いは冷間ラバーフ”レ
ス成形などの方法があり、これらの方法のいずれも任意
に採用することができる。なお、本発明においても上記
の方法により一次成形した複雑形状の成形体、例えばガ
スタービン機関のバーナー、ノーズコーン、ローグー、
ヌテーター、熱交換器、ディーゼルエンジンのシリンダ
ーピストン、ターボチャージャーローター等の他舅密機
械工作機器の切削工具、ポールベアリング、ローラーベ
アリング、更に圧延鋼板製造用圧延ローグー等数多くの
部材の成形体には、亀裂やラミネーションが生ずること
がある。

そのため、本発明によればこれらの成形体の亀裂やラミ
ネーションを解消する目的で前記熱可塑性有機物が少な
くとも軟化する温度、例えば２００゜〜３００°Ｃ以下
の温度で加熱した状態で粉末の圧力媒体を用いたホット
フ゛Ｖスまたは液体もしくは気体の圧力媒体を用いた熱
間等方圧プレススにより二次成形をして、成形圧力の伝
達を成形体の細部にまで均一に行うことによし、−火成
形段階における残留応力を解除し、集中応力によって生
じた亀裂やラミネーションなどを解消する。

前記粉末の圧力媒体を用いたホットプレスを用いた二次
成形方法としては、例えば黒鉛モールド型の中に前記−
吹成形体を入れ、詰め粉として例えば窒化ホシ素（ＢＮ
）粉末や炭素（Ｃ）粉末を圧力媒体として充填して、８
００℃以下の温度で前記成形体を加熱しながら加圧する
方法を採用することができる。上記８００″Ｃ以下の温
度とする理由は、前記熱可塑性有機物が少くとも軟化す
る温度であり、最も軟化点の低い有機物であれば、常温
ないしこれに準するごくわずかの加熱でもよい場合があ
る。この点、従来例として前掲の特開昭５５−７５９７
０号公報におけるホットプレスを用いて１６００°〜１
８００°Ｃで成形物を焼結するのとは木質的にその作用
効果が異なるものである。

また、前記液体もしくは気体の圧力媒体を用いた熱間等
方圧プレスを用いる二次成形方法としては、一般にアイ
ソスタティック又はハイドロスタティック加圧成形法と
呼ばれるパスカルの原理を利用した全面等方圧の成形方
法であって、最も代表的なものは、ラバーブレス法と呼
ばれる変形抵抗の少ない弾性体容器である耐熱肉厚ゴム
製の中空容器内に前記−吹成形体を納入し、緊締具で密
閉後、高圧容器に投入し、ヘリウムやアルゴンガスなど
の非酸化性ガスか、水もしくは各種の油類のような液体
を封入し、液圧や気体圧を高めると共に液体や気体を加
熱膨張させつつ、複雑形状で表面に凹凸部を有する成形
体であっても等方圧プレスを加熱した状態で二次成形を
することができる。

そして本発明によれば、前記ホットプレスまたは熱間等
方圧ブレスの圧力を、前記−火成形の圧力の５〜６００
％であることを必要とする。二次成形としてのホットプ
レスまたは熱間等方圧プレスの圧が一次成形の圧力の５
％よりも小さいと前記熱可塑性有機物が軟化して成形体
内の流動性が向上しても成形圧力が細部にまで均一に伝
達されずに成形体中に気孔が残り易く、また封入された
空気などの気体によるラミネジ町−ンが解消し難く、し
かも二次成形に長時間を要し効率が低下するからであり
、一方５００％よりも大きいと極めて高い耐圧容器を必
要とするばかりでなく加圧設備も高価なものとなり、さ
らには成形体内の軟化した有機物が外部に流出して形状
がくずれ易くなる。

本発明によれば、−吹成形体の気孔が連続気泡である場
合には、成形体表面の一部または全部に被膜を形成して
外気と遮断した状態でホットプレスまたは熱間等方圧プ
レスを行う必要がある。前記連続気泡とは、成形体内に
空気その他の気体が封入されており、その気泡が占める
割合、すなわち気孔率が４〜５％以上である場合には、
小さな気泡同志が合体して非独立気泡の連続１．た気泡
の状態となっているものを意味し、−火成形方法として
射出成形法や冷間ラバープレスなど以外の空気を成形体
内に巻き込み易い成形方法を採用した場合に起シ易い。

まだ、成形体表面の一部に被膜全形成する場合としては
、複雑形状の一つであるタービンローターの如き翼部と
本体部の境界面や翼部のように肉薄で亀裂を生じ易い部
分のみに被膜を形成して、外部と遮断して気封状態に近
い状態でポリドブレスや熱間等方圧フ゛レスで加熱加圧
することにより一次成形の段階で生じた残留応力全解消
したり、集中応力によって生じた亀裂やフを ミネー／ジンなどか完全に解消する目的で二次成形する
ものである。

なお、前記被膜は熱可塑性物質であ−、て有機物であっ
ても無機物であってもよい。有機物としては、１１１■
記熱呵塑性有機物のＴｇ点よりも低くかつ該有機物の分
解温度よりも高い分解温度の物質であることが望ましい
。例えば、ポリアミド樹脂やポリエチレン樹脂のように
Ｔｇ点が比較的低く、また分解温度が比較的高い有機物
やシリコンゴムのように同じような性質を有する無機物
が、その代表的なものとして採用できる。これらの熱可
塑性物資は２００°Ｃ〜３００°Ｃという比較的温度の
高いホットプレスや熱間等方圧プレスの加熱状態下にお
いても、熱分解することなく、成形体内部を外気と遮断
した状態で被膜を保持できる性質を有し、併せて成形体
内部に均一に混合分散されだ熱可塑性有機物が軟化する
以前に、いち早く成形体表面に被膜を形成し一〇、成形
体内部を外気と遮断して成形体内部に外気が侵入したり
、成形体内部に残存する気体によるラミネーシヨンが顕
著になることを防止すると共に、成形体表面に生じた亀
裂を接合し、さらには亀裂の発生を防止する効果がある
ものであることが好適なものとなる。

本発明によれば、前記ホットプレス又は熱間等方圧フ”
レスの温度は、前記熱可塑性有機物のＴｇ点、すなわち
ガラス移転１品度（Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ
　）の８０％〜該有機物の分解／１．Ａ度の９８％の範
囲内であることを必要とする。Ｔｇ点は例えばポリアミ
ド樹脂について説明すれば、４０°〜７０°Ｃの範囲に
あり、この８０％以上であれば、成形体内に均一に分散
した熱可塑性樹脂は殆んど軟化点に達して溶融し成形体
は熱変形を起こし易い状態となると共に、同時にセラミ
ックス原料微粉も移動し越 易い状態となる。一方、同ｍｌ脂の分解ｒ温度は概葵以 １５０°〜２７０°Ｃ位であるが、このｌ温度の９８％
−下であれば、該樹脂は熱分解することなく軟化した状
態を維持し、前記二次成形の圧力が該成形体の細部に捷
で均一にゆきわたることになり、たとえ成形体が複雑形
状であってもその細部に至るまで成形圧力がゆきわたっ
て幣度差がなくなり、かつ環孔がほとんど残存しない艮
好な状態となるこがなくきわめて信頼性の高い優れた諸
物性を有するものとなる。

このような条件を具備する熱可塑性有機物は、一般に軟
化点が低く、しかも熱分解ガスは有害ではなく、強アル
カリ性や強酸性のガスを発生することなく、しかも灰分
又は炭化残留分（Ｃ）などの少ないものであることが好
ましく、被膜形成物質としての熱可塑性物質は、これら
の熱可塑性有機物よりもＴｇ点が低く、しかも熱分解温
度が高い物質であることが有利である。

本発明によれば、前記二次成形方法により加熱加圧処理
した成形体の表面に形成された被膜および成形体内に分
散する熱可塑性有機物を除去する必要がある。このよう
な被膜と熱可塑性有機物を焼結前に除去しないと焼結時
に大量の熱分解ガスを発生して成形体が変形したり発泡
による亀裂を生じ、さらには成形体内の組織が不均一と
なって、焼結体の諸物性が著しく低下したり、焼結が著
しく阻害されることになる。それゆえ、焼結前に前記熱
可塑性被膜や熱可塑性有機物を除去するのであるが、そ
の方法としては大別して、（イ）各種の溶媒や加圧蒸俄
を介して液体として成形体から除去する方法、（ロ）蒸
発又は熱分解蒸発などをさせて気体として除去する方法
のいずれかの方法を採用することができる。この際、該
有機物などの蒸発が成形体表面或いは表面近くで起る場
合には蒸発速度が速くても成形体の破損は少なく、該有
機物がワックスである場合には溶融状態で粘度の低い液
体となるＬ／’）で、成形体中を移動し易くなり成形体
表面にまで移動して蒸発し易いものであることを考慮ス
れば、セラミックス原料微粉と混合する前記熱可塑性有
機物は、この点に関しては少くともワックスを選択して
使用することが有利である。

一方、前記熱可塑性有機物が樹脂系有機物であると溶融
時の粘度は著しく大きいので、成形体内での移動が起り
に＜＜、深部すなわち肉厚成形体の中心部などにおける
蒸発（分解）による発泡（ふくれ）や変形、さらには成
形体の破かいなどを生じて不利であり、また蒸発に要す
る処理時間も長くなる欠点がある。そして同一の粘度の
溶融液体であっても一時的に熱分解したり蒸発する有機
物は、成形体の発泡や変形、さらには破かいを起こし易
いので、このような諸条件を充分に考慮して、熱面１す
性有機物や熱可塑性被膜を形成する物質を適宜選択する
ことが重要な点−〇ある。

この点、前記熱可塑性有機物は、セラミックス原料微粉
との混練性、滑り性、強度、膨張及び収−縮性、蒸発又
は熱分解による除去性などを総合して考慮することによ
り選択する必要がある。

本発明によれば、成形体の形状が機紐形状である場合に
は、常圧焼結または熱間等方１王焼結のいずれかの方法
により該成形体を焼結することが有利である。これらの
焼結方法は、複雑形状の成形体の焼結に適しているから
である。特に熱聞賀方圧ブレス焼結法は、ラバーフ“レ
スと称する等方圧縮成形法と常圧焼結法とを同時に行う
ものであって、圧力媒体としてヘリウムやアルゴンなど
の非活性ガスを用いた熱間静水１ｆ焼結法（Ｈ１Ｐｌ全
採用することにより、加圧と加熱とを同時に行える特徴
があり複雑な形状の焼結体を有利にＩＪ８ν造すること
ができる。この点、本発明の特徴事項の＝一つである二
次成形方法と共通する技術思想ではあるが、本発明は均
質な成形体を得るに当って、上記ＨＩ　Ｐの畏所を熱可
塑性物質の特性と絡み合わせて最も有利に活用したもの
であって、前記従来例とは本質的に異なる。

以下、本発明の実施例を比較例と対比しながら説明する
。

実施例１ 焼結用ＳｉＣパウダー１００容量部にメタクリル樹脂を
８２谷敏部添加し混合した後そのパウダーを金型に入れ
１．５Ｖ−のプレス圧で成形し、φ１００＊＊　Ｘ　１
００＋ｇ厚の成形体を得た。この成形体の気孔率は４８
％であった。この表面にポリアミド樹脂の被膜をコーテ
ィングして、カーボンモールド内に前記成形体を窒化ボ
ロン（ＢＮ）粉を共に収納し、２００°Ｃで加熱しなが
ら１．０ｔ／ｃＪの圧力でプレスを行った。その結果、
この成形体の気孔率は５％となった。この成形体を２０
０Ｃ／Ｈｒで５００℃まで脱脂を行ったが成形体に異常
は生じなかった。この成形体を８０℃／Ｈｒの昇温スピ
ードで焼結した。こうして得られた焼結体の密度は９７
．５％ＴＤに達し、表面部では９７．７％ＴＤ、中心部
では９７．２％ＴＤであった。この焼結体の表面部およ
び中心部から供試体を各１０本切り出して曲げ強度を調
べた結果、表面部の強度は８５．６Ｊｑｌｆ／ｄ、中心
部の強度は８４．９　ｋｇｆ／−であり、ワイプル係数
はそれぞれ１０．８．１１．６であった。

比較例 実施例１と同一組成のパウダーを用いて温間等方圧処理
を行わず、同様の脱脂を行ったところ、成形体は中心部
から亀裂が入り完全に割れてしまった。

そこで脱脂速度を５℃、／Ｈｒで行ったところ亀裂を生
じなかった。この成形体を８０℃／Ｈｒの昇温スピード
で焼結した。この焼結体の密度は８５％ＴＤであり、表
面部では９２％ＴＤ、中心部では８０％ＴＤであった。

この焼結体を実施例と同様に強度試験を行ったところ、
表面部、中心部の強度およびワイプル係数ｍはそれぞれ
、６２．５　ｈｙＥ／ａｄ（ｍ　＝　４．９　）、２ｓ
、４ｊｃｇｃ／ｌｅａ　（ｍ＝　ｓ、　ｇ　）であった
。

実施例２ 焼結用５ｉＢＮ４パウダ一１００谷量部にポリスチロー
ル樹脂を９０谷量部添加し混練した後、そのパウダーを
１．５　ｔ／ｃｄの射出圧力でタービンローターの射出
成形を行い、直径１５０１１１Ｊ１、最大肉厚５０１１
１、翼部厚み２ＷＭの成形体を得た。この成形体の気孔
率は４％であったため、そのままＮ２ガスを圧力媒体と
した等方圧プレス内に収納し、２５０℃で加熱しながら
、２．　Ｏｔ／ｅｒａの等方圧フ゛レス処理を行った。

この結果成形体の気孔率は０．５％となった。この成形
体を８℃／Ｉ（ｒで５００°Ｃまで脱脂を行いａＯ℃／
Ｈｒの昇温速度で焼結したところ、この焼結体の密度は
９８，０％Ｔｌ）に達し、翼部では９８．８％ＴＤ、最
大肉厚部でも９７，８％′ｒＤであった。各部分の強度
、ワイプル係数はそれぞれ１０８．５　（１４，５）、
　１０５．８ｋｑｆΔ−（１２，８）であった。

実施例８ 実施例２と同様に一次成形を行った成形体のうち、翼の
つけ根部分に亀裂の生じているものに、シリコンゴムを
コーティングして同様の堝間等方圧処理全施したところ
、前記亀裂は完全ＶＣ４着しており、同様の脱脂、焼成
を行った後も前記亀裂が再び生じることはなかった。こ
の焼結体の密度も反らず、翼部、最大肉厚部の強度、ワ
イブル係数はそれぞれ１０４．７　（１８，８）、１０
１．９　（１８，１）であった。

比較例 実施例２と同様の成形体に温間等方圧処理を行なわず、
同様の脱脂を行ったところ、翼部に多数の亀裂が生じた
。そこで１℃／Ｈｒで脱脂を行ったところ外観上は亀裂
が認められなかった。焼結後、同様の評価全行ったとこ
ろ、密度は９８．２％、翼部９８，１％、最大肉厚部９
２２％ＴＤで最大肉厚部には多数の亀裂がみられた。

実施例４ 焼結用のＺｒＯ２パウダー１００谷蛍部にパラフィンワ
ックスを２８′４魁部添加し、１．　Ｏｔ／ｄの押出成
形を行い外径ｉｏｏｇｇ、内径２０ｆｆ＃、長さ１００
０Ｕの侵尺パイプを得た。このパイプには表面に細かい
亀裂が多数少じており、ポリｘチレン樹脂被膜をコーテ
ィングし温間等方圧処理によりこの亀裂は完全に消滅し
、良好な焼結体を得た。

実施例５ 焼結用人ｔ、、ｏ６パウダー１００容量部処ポリアミド
樹脂を２９容量部添加して、鋳込み成形を行い５００　
）ｅ５００　Ｘ　１５０ｎ＋の角板成形体を得た。この
成形体にポリスチロ−１し樹脂をコーティングして温間
等方圧処理を施し、焼結したところ、内部と表面部の密
度差がほとんどなく、良好な焼結体を得ることができた
。

る 上記実施例１〜５と比較例により得られへ七うミックス
焼結体の製造条件、殊に一次成形と二次成形の諸条件を
まとめると下記の表の通りである。

以上、本発明によれば、セラミックス焼結体の生成形体
を均一の組織にする′ことにより、密度ムラを無くし機
械強度を向上させることができると共に、焼結体の部分
的クラックの発生などのない肉厚で複雑形状の射出成形
が可能な製品を得ることができる。

特許出願人の名称 イビデン株式会社 代表者　多賀潤一部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　セラミックス原料微粉に熱可塑性を有する有機物
   を均一に添加混合した混合物を一次成形し、表面に被膜
   を形成することなくそのままの状態でホットプレス又は
   熱間等方圧プレスを行うか或いは表面の一部または全部
   に被膜を形成して外気と遮弊しだ状態でホットプレス又
   は熱間等方圧プレスを行い、次いで前記有機物および成
   形体表面の被膜を除去した後、該成形体を焼結すること
   を特徴とするセラミックス焼結体の製造方法。 ２、セラミックス原料微粉１００容量部に対して熱可塑
   性を有する有機物６〜８００容量部を均一に添加混合し
   た混合物を一次成形することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の製造方法。 ３、前記熱可塑性を有する有機物または前記被膜が少な
   くとも軟化する温度で加熱した状態で粉末の圧力媒体゛
   を用いたホットフ“レスまたは液体もしくは気体の圧力
   媒体を用いた熱間等方圧フ”レスを行うことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項または第２項に記載の製造方法
   。 ４、前記ホーｙ　）プレスまたは熱間等方圧プレスの圧
   力は、−火成形の圧力の５〜５００％であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項〜第８項のいずれかに記載
   の製造方法。 ５、前記被膜は熱可塑性物質であって前記熱可塑性を有
   する有機物の”ｒｇ点よりも低くかつ該有機物の分解温
   度よりも高い物質から成り、前記プレスの温度は、該有
   機物のＴｇ点の８０％〜該有機物の分解温度の９８％の
   範囲内であることを特徴とする特許請求の範囲第１項〜
   第４項のいずれかに記載の製造方法。 ６、前記セラミックス原料微粉は、平均粒径が２μｍ以
   下の炭化物、窒化物、酸化物あるいはそれらの化物合の
   なかから選ばれる少なくとも１種を特徴とする特許請求
   の範囲第１項〜第５項のいずれかに記載の製造方法。