JPS60260464A - セラミツクス焼結体およびその製造方法 - Google Patents
セラミツクス焼結体およびその製造方法Info
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- JPS60260464A JPS60260464A JP59113644A JP11364484A JPS60260464A JP S60260464 A JPS60260464 A JP S60260464A JP 59113644 A JP59113644 A JP 59113644A JP 11364484 A JP11364484 A JP 11364484A JP S60260464 A JPS60260464 A JP S60260464A
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- JP
- Japan
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- sintered body
- oxide
- titanium carbide
- aluminum oxide
- ceramic
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- Pending
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- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、緻密で機械的特性の高い酸化アルミニウムー
炭化チタン系のセラミックス焼結体とその製造方法に関
するものである。
炭化チタン系のセラミックス焼結体とその製造方法に関
するものである。
酸化アルミニウムー炭化チタン系セラミックスは、純酸
化アルミニウム系セラミックスの弱点である低靭性を硬
度を低下させることなく改良したもので、工具材料はも
とより電子材料など種々の用途に供されている。
化アルミニウム系セラミックスの弱点である低靭性を硬
度を低下させることなく改良したもので、工具材料はも
とより電子材料など種々の用途に供されている。
上記した酸化アルシミニウム一度化チタン系セラミック
スは炭化チタンが難焼結材料であるため常圧成形から普
通焼結に至る製造方法では緻密な焼結体が得られないこ
とからホットプレス法によって製命されている。
スは炭化チタンが難焼結材料であるため常圧成形から普
通焼結に至る製造方法では緻密な焼結体が得られないこ
とからホットプレス法によって製命されている。
しかし、このホットプレス法は黒鉛型を使用するため製
造可能な物の形状は単純形状となり、焼結後において所
望の形状に切断整形する。
造可能な物の形状は単純形状となり、焼結後において所
望の形状に切断整形する。
１７たがってＩｎ性が阻害され！！＋！Ｉ迫コヌトが高
くなるという問題点がある。
くなるという問題点がある。
本発明は、上記した間１点に鑑みなしたもので高密度で
機械的特性も高い酸化アルミニウムー炭化チタン系のセ
ラミックス焼結体を得ることを第１の要旨とし、常圧成
形から普通焼結によって量産性をあげ製造コストの安い
酸化アルミニウム、−炭化チタン系のセラミ・ツク焼結
体の製造方法を提供することを第２の要旨とするもので
ある。
機械的特性も高い酸化アルミニウムー炭化チタン系のセ
ラミックス焼結体を得ることを第１の要旨とし、常圧成
形から普通焼結によって量産性をあげ製造コストの安い
酸化アルミニウム、−炭化チタン系のセラミ・ツク焼結
体の製造方法を提供することを第２の要旨とするもので
ある。
この発明は、酸化クロム。５〜う０ｗ１％と炭化チクン
１ｏ−１４ｏｗｔ％ト残部が酸化アルミニウムとし、ま
たは上記組成に酸化二・ソヶルを００５〜０．６ ｗｔ
％を添加した酸化アルミニウムー炭化チタン系セラミッ
クス焼結体と上記組成を量産化を可能とする常圧成形か
ら普通焼結によって製造する方法で、高密度で機械的強
度も高い七ラミ・リクス焼結体を低コス１で得ようとす
るもので、さらに」１記によって得た焼結体を熱間静水
圧プレスしてマイクロポアーなどを消滅させ高緻密で高
強度なセラミックスを得て用途の拡大を計るものである
。
１ｏ−１４ｏｗｔ％ト残部が酸化アルミニウムとし、ま
たは上記組成に酸化二・ソヶルを００５〜０．６ ｗｔ
％を添加した酸化アルミニウムー炭化チタン系セラミッ
クス焼結体と上記組成を量産化を可能とする常圧成形か
ら普通焼結によって製造する方法で、高密度で機械的強
度も高い七ラミ・リクス焼結体を低コス１で得ようとす
るもので、さらに」１記によって得た焼結体を熱間静水
圧プレスしてマイクロポアーなどを消滅させ高緻密で高
強度なセラミックスを得て用途の拡大を計るものである
。
本発明は、酸化アルミニウムー炭化ヂタ／糸セラミック
スにおいて粒成長をさせることなく緻密で高強度の焼結
体の量産化をｉｉＪ能シこし、低コストで、しかも切削
工具から電子材料なと応用範囲の広いセラミックス焼結
体を得るために種々の検討を加えた結果、上記酸化アル
ミニウムー炭化チタンに酸化クロムもしくは酸化クロム
と酸化二・ソケルを添加させることかこよってコスト高
の一つの要因であったボッ１−プレス法によらずとも高
緻密で高張・度な酸化アルミニウムー炭化チタン系のセ
ラミックス焼結体が得られることを見いだしたものであ
る。
スにおいて粒成長をさせることなく緻密で高強度の焼結
体の量産化をｉｉＪ能シこし、低コストで、しかも切削
工具から電子材料なと応用範囲の広いセラミックス焼結
体を得るために種々の検討を加えた結果、上記酸化アル
ミニウムー炭化チタンに酸化クロムもしくは酸化クロム
と酸化二・ソケルを添加させることかこよってコスト高
の一つの要因であったボッ１−プレス法によらずとも高
緻密で高張・度な酸化アルミニウムー炭化チタン系のセ
ラミックス焼結体が得られることを見いだしたものであ
る。
すなわち、セラミ・ソクス焼結体の用途拡大のためには
該焼結体の緻密性および強靭性などの機械的特性をあげ
ること＼焼結性をあげることである。また特に上記機械
的特性をあげるためシこは酸化アルミニウムに炭化チタ
ンの添加がｇ夢であるが、この添加量の焼結体に占める
割合は１０〜１１Ｏ％が適当で、これが１０％を下廻る
と靭性が低下するし、１１０％を越えると該焼結体の緻
密化が困難となり気孔が残留し、かつ強度も低下する。
該焼結体の緻密性および強靭性などの機械的特性をあげ
ること＼焼結性をあげることである。また特に上記機械
的特性をあげるためシこは酸化アルミニウムに炭化チタ
ンの添加がｇ夢であるが、この添加量の焼結体に占める
割合は１０〜１１Ｏ％が適当で、これが１０％を下廻る
と靭性が低下するし、１１０％を越えると該焼結体の緻
密化が困難となり気孔が残留し、かつ強度も低下する。
そして、上記に対１２、酸化クロムを０５〜３０％添加
することシこよって焼結性がすぐれ、しかも相対密度も
高いセラミックス焼結体が得られる。
することシこよって焼結性がすぐれ、しかも相対密度も
高いセラミックス焼結体が得られる。
酸化アルミニウムと炭化チタンに酸化クロムを上記範囲
内で添加することによって焼結性とＦ！ｌ？ｆｆ性がす
ぐれた焼結体が得られる理由は、酸化クロムが酸化アル
ミニウムと反応してスピネルＣｒＡＪ１２０Ｓ を形成
し、かつ酸化クロムが炭化チタンシこ固溶して酸化アル
ミニウム粒子の表面付近のスピネルと炭化チタン固溶体
が酸化アルミニウムー炭化チタンの粒界を強固に結合し
、炭化チタンの粒成長を抑制して緻密性の向１−とＶ通
焼結を可能奢こするものと推考する。なお、酸化クロム
量が焼結体中０５％をＦ廻るとスピネ／し形成量および
固溶量が不にし、その結果、粒界結合効果が損われ、こ
れが５ ＜を越λると酸化クロムが粒界シこ析出して焼
結体の強度低下を招来する。なお、酸化りＩ’ｌムの５
０ ｖｎ％までをクロムに置換しても好結果がｔｌられ
る。
内で添加することによって焼結性とＦ！ｌ？ｆｆ性がす
ぐれた焼結体が得られる理由は、酸化クロムが酸化アル
ミニウムと反応してスピネルＣｒＡＪ１２０Ｓ を形成
し、かつ酸化クロムが炭化チタンシこ固溶して酸化アル
ミニウム粒子の表面付近のスピネルと炭化チタン固溶体
が酸化アルミニウムー炭化チタンの粒界を強固に結合し
、炭化チタンの粒成長を抑制して緻密性の向１−とＶ通
焼結を可能奢こするものと推考する。なお、酸化クロム
量が焼結体中０５％をＦ廻るとスピネ／し形成量および
固溶量が不にし、その結果、粒界結合効果が損われ、こ
れが５ ＜を越λると酸化クロムが粒界シこ析出して焼
結体の強度低下を招来する。なお、酸化りＩ’ｌムの５
０ ｖｎ％までをクロムに置換しても好結果がｔｌられ
る。
次に５酸化ニツケルを１−記組成に添加する一Ｆな理由
は、酸化ニッケルが前記炭化チタン−酸化クロムの固溶
体に結合１７、そ１．て酸化アルミニウムとの粒界を満
すものとの考えからで、これが０．０５％を下廻ると炭
化チタン−酸化りＩＪム固溶体への反応性が低くなり得
られる焼Ｆ！、体に若干のマイクロポアーが残留する１
７．０６％を趣えると前記酸化クロムの添加と同様シこ
粒界に酸化ニッケルが析出して焼結体の強度低下を招く
。
は、酸化ニッケルが前記炭化チタン−酸化クロムの固溶
体に結合１７、そ１．て酸化アルミニウムとの粒界を満
すものとの考えからで、これが０．０５％を下廻ると炭
化チタン−酸化りＩＪム固溶体への反応性が低くなり得
られる焼Ｆ！、体に若干のマイクロポアーが残留する１
７．０６％を趣えると前記酸化クロムの添加と同様シこ
粒界に酸化ニッケルが析出して焼結体の強度低下を招く
。
上記した組成に周知の粒成長抑制剤であるＭり０．Ｙ２
Ｏ３，Ｚｒ０Ｚ、ＴｉＯ２などをｌ ｗｔ％以下添加し
てもよいし、またＴｉＣの・１部を他のセラミックス材
料すなわちＺｒＯ２，ＴｉＮ：ＴｉＯ２などを置換して
もよい。
Ｏ３，Ｚｒ０Ｚ、ＴｉＯ２などをｌ ｗｔ％以下添加し
てもよいし、またＴｉＣの・１部を他のセラミックス材
料すなわちＺｒＯ２，ＴｉＮ：ＴｉＯ２などを置換して
もよい。
次に、本発明によるセラミックス焼結体の製造方法につ
いて述べる。
いて述べる。
原料粉末としてＡ Ｉ ２０．３粉末（好ましくはａ−
Ａｌ１２０３）とＴ ｊ−Ｃ粉末およびＣｒ２Ｏ３粉末
またはＮｉＯ粉末を前々記した範囲内より所望量配合し
、ボールミｐにより所定時間湿式混合した後、乾燥造粒
して得た原料粉末を約１０００に９膚の圧力を加えて圧
粉体を形成する。この圧粉体を１０−２〜１０−３ｍＨ
Ｐの真空雰囲気中におき１５００〜１８００℃の温度を
３０分〜う時間加熱してセラミックス焼結体を得るもの
で、焼結条件は上記した真空雰囲気以外）こ非酸化性雰
囲気に該圧粉体をおぎ３８０ ＭＨ９程度の減圧下で焼
結をおこなってもよいし、大気圧（常圧）下で焼結して
もよい。
Ａｌ１２０３）とＴ ｊ−Ｃ粉末およびＣｒ２Ｏ３粉末
またはＮｉＯ粉末を前々記した範囲内より所望量配合し
、ボールミｐにより所定時間湿式混合した後、乾燥造粒
して得た原料粉末を約１０００に９膚の圧力を加えて圧
粉体を形成する。この圧粉体を１０−２〜１０−３ｍＨ
Ｐの真空雰囲気中におき１５００〜１８００℃の温度を
３０分〜う時間加熱してセラミックス焼結体を得るもの
で、焼結条件は上記した真空雰囲気以外）こ非酸化性雰
囲気に該圧粉体をおぎ３８０ ＭＨ９程度の減圧下で焼
結をおこなってもよいし、大気圧（常圧）下で焼結して
もよい。
なお、前々した酸化クロム添加セラミックスの焼結は好
ましくは１６００〜１７５０℃また酸化二・ソケル添加
のセラミ・ソクヌは１５５０〜１７５０℃の範囲で焼結
すれば好結果が得られる。
ましくは１６００〜１７５０℃また酸化二・ソケル添加
のセラミ・ソクヌは１５５０〜１７５０℃の範囲で焼結
すれば好結果が得られる。
そして、前々記した組成のものを上記した製造方法によ
って得た焼結体を、さらνこ別の工程である熱間静水圧
プレスすることによって焼結体内部にマイクロポアーの
ない高緻密で高強度′ なものとなり用途を広げるもの
である。その条２０００に９／Ｃ−を加えることによっ
て得られる。
って得た焼結体を、さらνこ別の工程である熱間静水圧
プレスすることによって焼結体内部にマイクロポアーの
ない高緻密で高強度′ なものとなり用途を広げるもの
である。その条２０００に９／Ｃ−を加えることによっ
て得られる。
実施例１
原料粉末として純度９９９％、平均粒径０．５μのＡ７
１２０３粉末、炭素量１９３％、平均粒径０６μのＴｉ
ｃ粉末と市販するＣｒ２Ｏ３粉末およびＮｉＯ粉栄の本
発明試料と本発明の範囲外νこある試料を第１表に示し
た組成となるように配合し、これをポールミ）ｖｆこよ
って約１１８時間湿式混合した後、乾燥造粒して原料粉
末とした。
１２０３粉末、炭素量１９３％、平均粒径０６μのＴｉ
ｃ粉末と市販するＣｒ２Ｏ３粉末およびＮｉＯ粉栄の本
発明試料と本発明の範囲外νこある試料を第１表に示し
た組成となるように配合し、これをポールミ）ｖｆこよ
って約１１８時間湿式混合した後、乾燥造粒して原料粉
末とした。
この原料粉末に１０００ Ｑ／ｄの圧力な加えて焼結後
の寸法が２５ ｘｘ Ｘ ８ ｍ×１４ ｍ（７）矩形
状となるようにプレス成形して圧粉体を得た。この圧粉
体を１６００〜１７００℃の温度下で１０−２〜ｌＯ″
３ｍＨＦの真空雰囲気で１．５時間保持し−て焼結した
。
の寸法が２５ ｘｘ Ｘ ８ ｍ×１４ ｍ（７）矩形
状となるようにプレス成形して圧粉体を得た。この圧粉
体を１６００〜１７００℃の温度下で１０−２〜ｌＯ″
３ｍＨＦの真空雰囲気で１．５時間保持し−て焼結した
。
以上によって得た本発明の試料および比較試料の焼結体
をダイヤモンド砥石によってテストピース形状とし、こ
れら各試料を密度はアルキメデス法、抗折力は５点曲げ
法、硬度はロックウェルＡスケールで測定した。なお、
これらの結果も合せて同表ｐこ示した。
をダイヤモンド砥石によってテストピース形状とし、こ
れら各試料を密度はアルキメデス法、抗折力は５点曲げ
法、硬度はロックウェルＡスケールで測定した。なお、
これらの結果も合せて同表ｐこ示した。
表−１
また、表−１中の本発明による焼結体の試料番号１〜１
２と同組成の試料を前々記した条件で熱間静水圧プレス
した結果、焼結体中のマイクロポアーは消滅し、硬度な
らびに相対密度は、さらに高いものが＋１られた。
２と同組成の試料を前々記した条件で熱間静水圧プレス
した結果、焼結体中のマイクロポアーは消滅し、硬度な
らびに相対密度は、さらに高いものが＋１られた。
Ｌ発明の効果〕
本発明は、以上述べた如く常圧底−形から普通焼結によ
ってセラミ・ソクス焼結体の量産性を可能シこ【７焼結
コストを従来比大きく低減せ１７めたのと同時にホ・ソ
トプレス方法のように焼結体が中純形状に限定されず製
品の最終形状に近いものが焼結可能となり加工コストの
低減に大きく寄与する。しかも本発明による焼結体は硬
度ならひに相対密度なとの特Ｐｌ：値も高いもので、切
削工具をはじめとＬ Ｗ子材料なと、その用途を大きく
拡大するセラミ・ソクス焼結体である。
ってセラミ・ソクス焼結体の量産性を可能シこ【７焼結
コストを従来比大きく低減せ１７めたのと同時にホ・ソ
トプレス方法のように焼結体が中純形状に限定されず製
品の最終形状に近いものが焼結可能となり加工コストの
低減に大きく寄与する。しかも本発明による焼結体は硬
度ならひに相対密度なとの特Ｐｌ：値も高いもので、切
削工具をはじめとＬ Ｗ子材料なと、その用途を大きく
拡大するセラミ・ソクス焼結体である。
３９４−
Claims (4)
- （１） 重量比で、酸化クロム０．５〜３，０％と炭化
チタン１０〜ＩＩＯ％と残部が酸化アルミニウムの成分
からなることを特徴とするセラミックス焼結体。 - （２） 上記特許請求の範囲第１項において酸化ニッケ
ルを重量比で０．０５〜０．６％含有せしめたことを特
徴とするセラミ・ゾクヌ焼結体。 - （３） 重量比で、酸化クロム０５〜３． ＯｅｆＤと
炭化チタン１０〜ＩＩＯ％と残部が酸化アルミニウムの
成分または酸化クロム０．５〜５．０％と炭化チタン１
０〜−０％と酸化ニッケＩし０．０５〜０６％と残部が
酸化アルミニウムを出発原料とし１．該原料を混合攪拌
し圧粉体としたものを予備焼結をおこない、または、直
接に１５００〜１８００℃で焼結することを特徴とする
セラミ・ソクス焼結体の製造方法。 - （４）上記特許請求の範囲第う項によって得り焼結体を
５００〜２０００ Ｋｐ／ｄの不活性ガスまたは還元性
ガスの雰囲気中で１０００〜２０００℃の温度を加える
ことを特徴とするセラミックス焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59113644A JPS60260464A (ja) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | セラミツクス焼結体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59113644A JPS60260464A (ja) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | セラミツクス焼結体およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60260464A true JPS60260464A (ja) | 1985-12-23 |
Family
ID=14617464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59113644A Pending JPS60260464A (ja) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | セラミツクス焼結体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60260464A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62162675A (ja) * | 1986-01-14 | 1987-07-18 | 株式会社アイジー技術研究所 | セラミツク成形体の製造方法 |
| JPS6390016A (ja) * | 1986-10-01 | 1988-04-20 | Tokin Corp | 薄膜磁気ヘツド用基板材料 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4999705A (ja) * | 1973-01-31 | 1974-09-20 | ||
| JPS56140067A (en) * | 1980-03-29 | 1981-11-02 | Nippon Tungsten | Ceramic sintered body and manufacture |
| JPS5992971A (ja) * | 1982-11-19 | 1984-05-29 | 日本タングステン株式会社 | 圧空ノズル用材料 |
-
1984
- 1984-06-01 JP JP59113644A patent/JPS60260464A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4999705A (ja) * | 1973-01-31 | 1974-09-20 | ||
| JPS56140067A (en) * | 1980-03-29 | 1981-11-02 | Nippon Tungsten | Ceramic sintered body and manufacture |
| JPS5992971A (ja) * | 1982-11-19 | 1984-05-29 | 日本タングステン株式会社 | 圧空ノズル用材料 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62162675A (ja) * | 1986-01-14 | 1987-07-18 | 株式会社アイジー技術研究所 | セラミツク成形体の製造方法 |
| JPS6390016A (ja) * | 1986-10-01 | 1988-04-20 | Tokin Corp | 薄膜磁気ヘツド用基板材料 |
| JPH0373044B2 (ja) * | 1986-10-01 | 1991-11-20 | Tokin Corp |
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