JPS6033786B2 - セラミツクス焼結体の製造方法 - Google Patents
セラミツクス焼結体の製造方法Info
- Publication number
- JPS6033786B2 JPS6033786B2 JP52102609A JP10260977A JPS6033786B2 JP S6033786 B2 JPS6033786 B2 JP S6033786B2 JP 52102609 A JP52102609 A JP 52102609A JP 10260977 A JP10260977 A JP 10260977A JP S6033786 B2 JPS6033786 B2 JP S6033786B2
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- Japan
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- substance
- oxides
- substances
- heating
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- Expired
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- Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はセラミックス競結体の改良に関し、特に耐熱性
に優れたち密なセラミックス焼結体を普通糠結法で得る
方法に関する。
に優れたち密なセラミックス焼結体を普通糠結法で得る
方法に関する。
耐熱性に優れたち密なセラミックス競結体は構造材料の
先端を行くものとして各方面で注目を集めている。
先端を行くものとして各方面で注目を集めている。
この種セラミックス焼綾体の代表的なものの１っにホッ
トプレスされた窒化珪素系焼結体がある。
トプレスされた窒化珪素系焼結体がある。
しかし、ホットプレス法なる手段は普通暁結法に比べ、
得られる形状の制約が大きく、また製造効率の点で劣る
ことは周知である。普通焼縞法による場合、この窒化珪
素系のセラミックス焼結体はち密化に困難を伴ない、ま
た耐熱性もそれほど優れてはいなかった。
得られる形状の制約が大きく、また製造効率の点で劣る
ことは周知である。普通焼縞法による場合、この窒化珪
素系のセラミックス焼結体はち密化に困難を伴ない、ま
た耐熱性もそれほど優れてはいなかった。
また、最近は珪素−金属−酸素−窒素系の化合物（８′
型窒化珪素系化合物）を主たる構成相とするセラミック
ス焼結体においても、ち密で耐熱性に十分優れた凝結体
を量産的に製造するに至っていない。
型窒化珪素系化合物）を主たる構成相とするセラミック
ス焼結体においても、ち密で耐熱性に十分優れた凝結体
を量産的に製造するに至っていない。
本発明はち密で耐熱性に十分優れたセラミックス焼結体
を普通暁結法で得る手段を提供するものである。
を普通暁結法で得る手段を提供するものである。
本発明方法は釜化珪素と酸化物と炭素との混合物を成形
、暁結する方法である。
、暁結する方法である。
本発明においては特に酸化物の選択と炭素の混合に特徴
を有する。本発明の構成は次のとおりである。
を有する。本発明の構成は次のとおりである。
即ち第１の物質として炭素又は加熱により炭素に変化し
うる物質より選ばれる少くとも１種と、第２の物質とし
て窒化珪素と、第３の物質としてアルミニウム及びチタ
ンの酸化物又は加熱により酸化物に変化しうる物質より
選ばれる少くとも１種と、第４の物質としてマグネシウ
ムの酸化物又は加熱により酸化物に変化しうる物質より
選ばれる少くとも１種と、第５の物質としてイットリウ
ムの酸化物又は加熱により酸化物に変化しうる物質より
選ばれる少くとも１種と、第６の物質としてガリウム、
ベリリウム、ゲルマニウム及びタンタルの酸化物又は加
熱により酸化物に変化しうる物質より選ばれる少くとも
１種と、さらに要すれば第７の物質としてリチウム、マ
ンガン、カルシウム、ネオジウム、バリウム、ストロン
チウム及びセリウムの酸化物又は加熱により酸化物に変
化しうる物質より選ばれる少くとも１種との混合粉末を
成形後焼結するセラミックス競結体の製造方法である。
うる物質より選ばれる少くとも１種と、第２の物質とし
て窒化珪素と、第３の物質としてアルミニウム及びチタ
ンの酸化物又は加熱により酸化物に変化しうる物質より
選ばれる少くとも１種と、第４の物質としてマグネシウ
ムの酸化物又は加熱により酸化物に変化しうる物質より
選ばれる少くとも１種と、第５の物質としてイットリウ
ムの酸化物又は加熱により酸化物に変化しうる物質より
選ばれる少くとも１種と、第６の物質としてガリウム、
ベリリウム、ゲルマニウム及びタンタルの酸化物又は加
熱により酸化物に変化しうる物質より選ばれる少くとも
１種と、さらに要すれば第７の物質としてリチウム、マ
ンガン、カルシウム、ネオジウム、バリウム、ストロン
チウム及びセリウムの酸化物又は加熱により酸化物に変
化しうる物質より選ばれる少くとも１種との混合粉末を
成形後焼結するセラミックス競結体の製造方法である。
本発明は炭素又は加熱により炭素に変化しうる物質を混
合することにより、十分ち密かつ耐熱性にすぐれたセラ
ミックス煉結体を得るものである。この炭素又は加熱に
より炭素に変化しうる物質は次のように働くものと考え
られる。即ち、窒化珪素原料粉末はもともとその表面が
多くの酸化層で覆われているが、粉砕によりさらに多く
の酸化層が生じ、この酸化層が混合される酸化物と焼給
時に反応してガラス相を形成する。
合することにより、十分ち密かつ耐熱性にすぐれたセラ
ミックス煉結体を得るものである。この炭素又は加熱に
より炭素に変化しうる物質は次のように働くものと考え
られる。即ち、窒化珪素原料粉末はもともとその表面が
多くの酸化層で覆われているが、粉砕によりさらに多く
の酸化層が生じ、この酸化層が混合される酸化物と焼給
時に反応してガラス相を形成する。
このガラス相は暁結により形成される主たる相である珪
素−金属−酸素−窒素系の化合物相との熱膨張差が大き
い。このため熱衝撃によりガラス相と化合物相の間での
膨張差が原因となって焼結体にクラツクを生ずる。この
場合、炭素が存在すると前記酸化層と焼結時に反応して
これを蒸散させて系外へ除外してしまうため、ガラス相
の生成を防止あるいは減少させうると考えられる。加熱
により炭素に変化しうる物質としては、たとえば、ポリ
メチルフエニレン、ポリエチレンなどの炭素含量の多い
しかも酸素含量の少ない炭化水素がある。
素−金属−酸素−窒素系の化合物相との熱膨張差が大き
い。このため熱衝撃によりガラス相と化合物相の間での
膨張差が原因となって焼結体にクラツクを生ずる。この
場合、炭素が存在すると前記酸化層と焼結時に反応して
これを蒸散させて系外へ除外してしまうため、ガラス相
の生成を防止あるいは減少させうると考えられる。加熱
により炭素に変化しうる物質としては、たとえば、ポリ
メチルフエニレン、ポリエチレンなどの炭素含量の多い
しかも酸素含量の少ない炭化水素がある。
炭素又は加熱により炭素に変化しうる物質はあまり多量
に混合すると密度の低下をもたらすので、その混合量は
後述のごとく調整するとよい。
に混合すると密度の低下をもたらすので、その混合量は
後述のごとく調整するとよい。
前述の本発明方法における混合粉末に採用される酸化物
又は加熱により酸化物に変化しうる物質は、次の理由に
より選択される。第３、第４、第５、第６の物質は「第
２の物質である窒化珪素とで珪素−金属−酸素−窒素系
の化合物を形成し、ち密な焼給体が得られる。
又は加熱により酸化物に変化しうる物質は、次の理由に
より選択される。第３、第４、第５、第６の物質は「第
２の物質である窒化珪素とで珪素−金属−酸素−窒素系
の化合物を形成し、ち密な焼給体が得られる。
第３、第４、第６の物質は拳化珪素との間で単独で珪素
−金属−酸素−窒素の系の化合物を形成することができ
る。また、第３、第５の物質は、第４の物質との間でス
ピネルを形成するように又はスピネルとして混合するこ
とにより窒化珪素との間で珪素−金属−酸素−窒素の系
の化合物を形成することができる。
−金属−酸素−窒素の系の化合物を形成することができ
る。また、第３、第５の物質は、第４の物質との間でス
ピネルを形成するように又はスピネルとして混合するこ
とにより窒化珪素との間で珪素−金属−酸素−窒素の系
の化合物を形成することができる。
但し全量をスピネルを形成するように配合したり又はス
ピネルとして混合することは必ずしも必要ではない。
ピネルとして混合することは必ずしも必要ではない。
しかし、全量をスピネルを形成するように配合又はスピ
ネルとして混合する方が有利であろう。第７の物質は焼
結促進剤として作用するものであり、暁緒時間の減少、
焼結温度の低下など本発明を工業的にさらに有利に導く
。
ネルとして混合する方が有利であろう。第７の物質は焼
結促進剤として作用するものであり、暁緒時間の減少、
焼結温度の低下など本発明を工業的にさらに有利に導く
。
第３、第４、第５の物質は他の物質との関係によりこの
焼結促進剤としての作用を生ずることもある。
焼結促進剤としての作用を生ずることもある。
酸化物又は加熱により酸化物に変化しうる物質は、あま
り多く混合すると酸化物相が焼結体中に多く存在する傾
向になるので、後述のごとく調整するとよい。
り多く混合すると酸化物相が焼結体中に多く存在する傾
向になるので、後述のごとく調整するとよい。
本発明方法における混合粉末は次のように調整されると
望ましい。
望ましい。
（１｝ 第１、第２、第３、第４、第５、第６の物質を
混合する場合、第２、第３、第４、第５、第６の物質の
総重量を１００として、第１の物質を０．２〜１の重量
部、好ましくは０．５〜６重量部、さらに好ましくは０
．５〜４重量部とし、第３、第４、第５、第６の物質の
合量を５〜６０重量部、好ましくは１０〜５５重量部、
さらに好ましくは２５〜５５重量部とし、残部を第２の
物質とする。
混合する場合、第２、第３、第４、第５、第６の物質の
総重量を１００として、第１の物質を０．２〜１の重量
部、好ましくは０．５〜６重量部、さらに好ましくは０
．５〜４重量部とし、第３、第４、第５、第６の物質の
合量を５〜６０重量部、好ましくは１０〜５５重量部、
さらに好ましくは２５〜５５重量部とし、残部を第２の
物質とする。
｛２｝ 第１、第２、第３、第４、第５「第６、第７の
物質を混合する場合、第２、第３、第４、第５、第６、
第７の物質の総重量を１００として、第１の物質を０．
２〜１の重量部、好ましくは０．５〜７重量部、さらに
好ましくは０．５〜５重量部とし、第３、第４、第５、
第６、第７の物質の合量を５〜６０重量部、好ましくは
１０〜５０重量部、さらに好ましくは２５〜５の重量部
とし、第７の物質を０．２〜１０重量部、好ましくは０
．２〜７重量部、さらに好ましくは０．２〜５重量部と
し、残部を第２の物質とする。上記‘１）及び‘２）の
場合において、第３の物質は２．０重量部以上、第４の
物質は１．０重量部以上、第５の物質は１．０重量部以
上、第６の物質は２．の重量部以上とすることが望まし
い。
物質を混合する場合、第２、第３、第４、第５、第６、
第７の物質の総重量を１００として、第１の物質を０．
２〜１の重量部、好ましくは０．５〜７重量部、さらに
好ましくは０．５〜５重量部とし、第３、第４、第５、
第６、第７の物質の合量を５〜６０重量部、好ましくは
１０〜５０重量部、さらに好ましくは２５〜５の重量部
とし、第７の物質を０．２〜１０重量部、好ましくは０
．２〜７重量部、さらに好ましくは０．２〜５重量部と
し、残部を第２の物質とする。上記‘１）及び‘２）の
場合において、第３の物質は２．０重量部以上、第４の
物質は１．０重量部以上、第５の物質は１．０重量部以
上、第６の物質は２．の重量部以上とすることが望まし
い。
本発明において加熱により酸化物に変化しうる物質とし
ては、たとえば炭酸塩、修酸塩、硫酸塩、硝酸塩、酷酸
塩、塩化物、弗化物、水酸化物などがある。
ては、たとえば炭酸塩、修酸塩、硫酸塩、硝酸塩、酷酸
塩、塩化物、弗化物、水酸化物などがある。
屍縞は晋通焼結、即ち加圧せずしてなされうる。
暁結温度は１２００〜２００００Ｃでなすとよい。特に
１４００〜１８００００で暁結することは望ましい。競
結をあまり低温で行なうと密度が上がらず好ましくない
。また、あまり高温で行なうと分解、昇華が生じるので
好ましくない。焼結雰囲気は非酸化性雰囲気が好ましい
。たとえば不活性ガス雰囲気や窒素雰囲気が使用できる
。実施例 表に示す添加物を混合した窒化珪素粉末を成形後窒素雰
囲気中で１７００ｑ０にて２時間焼結し、理論密度を基
礎とする相対密度％と耐熱衝撃値を測定した。
１４００〜１８００００で暁結することは望ましい。競
結をあまり低温で行なうと密度が上がらず好ましくない
。また、あまり高温で行なうと分解、昇華が生じるので
好ましくない。焼結雰囲気は非酸化性雰囲気が好ましい
。たとえば不活性ガス雰囲気や窒素雰囲気が使用できる
。実施例 表に示す添加物を混合した窒化珪素粉末を成形後窒素雰
囲気中で１７００ｑ０にて２時間焼結し、理論密度を基
礎とする相対密度％と耐熱衝撃値を測定した。
耐熱衝撃値は暁綾体を種々の温度から２５ｑｏの水中へ
急冷し、クラックが生ずる温度を求め、このクラックを
生ずる温度と水温との差を求め（△Ｔｃ）として表示し
た。なお試料の大きさは直径２仇豚、長さ５肋とした。
表から本発明製造方法に係るものはほぼ４００℃以上の
耐熱衝撃性と８５％以上の密度を有することが分る。
急冷し、クラックが生ずる温度を求め、このクラックを
生ずる温度と水温との差を求め（△Ｔｃ）として表示し
た。なお試料の大きさは直径２仇豚、長さ５肋とした。
表から本発明製造方法に係るものはほぼ４００℃以上の
耐熱衝撃性と８５％以上の密度を有することが分る。
表
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第１の物質として炭素又は加熱により炭素に変化し
うる物質より選ばれる少くとも１種と、第２の物質とし
て窒化珪素と、第３の物質としてアルミニウム及びチタ
ンの酸化物又は加熱により酸化物に変化しうる物質より
選ばれる少くとも１種と、第４の物質としてマグネシウ
ムの酸化物又は加熱により酸化物に変化しうる物質より
選ばれる少くとも１種と、第５の物質としてイツトリウ
ムの酸化物又は加熱により酸化物に変化しうる物質より
選ばれる少くとも１種と、第６の物質としてガリウム、
ベリリウム、ゲルマニウム及びタンタルの酸化物又は加
熱により酸化物に変化しうる物質より選ばれる少くとも
１種との混合粉末を成形後焼結するセラミツクス焼結体
の製造方法であつて、前記混合粉末は前記第３、第４、
第５、第６の物質を酸化物に換算して、前記第２、第３
、第４、第５、第６の物質の総重量を１００として、第
１の物質を炭素に換算して０．２〜１０重量部とし、第
３、第４、第５、第６の物質の合量を５〜６０重量部と
し、残部を第２の物質としたことを特徴とするセラミツ
クス焼結体の製造方法。 ２ 第１の物質として炭素又は加熱により炭素に変化し
うる物質より選ばれる少くとも１種と、第２の物質とし
て窒化珪素と、第３の物質としてアルミニウム及びチタ
ンの酸化物又は加熱により酸化物に変化しうる物質より
選ばれる少くとも１種と、第４の物質としてマグネシウ
ムの酸化物又は加熱により酸化物に変化しうる物質より
選ばれる少くとも１種と、第５の物質としてイツトリウ
ムの酸化物又は加熱により酸化物に変化しうる物質より
選ばれる少くとも１種と、第６の物質としてガリウム、
ベリリウム、ゲルマニウム及びタンタルの酸化物又は加
熱により酸化物に変化しうる物質より選ばれる少くとも
１種と、第７の物質としてリチウム、マンガン、カルシ
ウム、ネオジウム、バリウム、ストロンチウム及びセリ
ウムの酸化物又は加熱により酸化物に変化しうる物質よ
り選ばれる少くとも１種との混合粉末を成形後焼結する
セラミツクス焼結体の製造方法であつて、前記混合粉末
は、前記第３、第４、第５、第６、第７の物質を酸化物
に換算して、前記第２、第３、第４、第５、第６、第７
の物質の総重量を１００として、第１の物質を炭素に換
算して０．２〜１０重量部とし、第３、第４、第５、第
６、第７の物質の合量を５〜６０重量部とし、第７の物
質を０．２〜１０重量部とし、残部を第２の物質とした
ことを特徴とするセラミツクス焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52102609A JPS6033786B2 (ja) | 1977-08-29 | 1977-08-29 | セラミツクス焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52102609A JPS6033786B2 (ja) | 1977-08-29 | 1977-08-29 | セラミツクス焼結体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5437111A JPS5437111A (en) | 1979-03-19 |
| JPS6033786B2 true JPS6033786B2 (ja) | 1985-08-05 |
Family
ID=14331972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52102609A Expired JPS6033786B2 (ja) | 1977-08-29 | 1977-08-29 | セラミツクス焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6033786B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020261874A1 (ja) | 2019-06-27 | 2020-12-30 | 住友ゴム工業株式会社 | タイヤ |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6178657A (ja) * | 1984-09-27 | 1986-04-22 | Toshiba Corp | プリンタ用ガイド部材 |
-
1977
- 1977-08-29 JP JP52102609A patent/JPS6033786B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020261874A1 (ja) | 2019-06-27 | 2020-12-30 | 住友ゴム工業株式会社 | タイヤ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5437111A (en) | 1979-03-19 |
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