JPS61158867A - 窒化ケイ素系焼結体の強化方法 - Google Patents
窒化ケイ素系焼結体の強化方法Info
- Publication number
- JPS61158867A JPS61158867A JP59279237A JP27923784A JPS61158867A JP S61158867 A JPS61158867 A JP S61158867A JP 59279237 A JP59279237 A JP 59279237A JP 27923784 A JP27923784 A JP 27923784A JP S61158867 A JPS61158867 A JP S61158867A
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- Japan
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- sintered body
- silicon nitride
- sic
- strengthening
- powder
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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。
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〉
本発明は窒化ケイ素系セラミックスの強化方法、更に詳
しく言えば、窒化ケイ素、サイアロン等のセラミックス
に熱膨張率の大きな炭化ケイ素を添加することによって
焼結体の強度を増加させる新規の強化方法に関するもの
である。
しく言えば、窒化ケイ素、サイアロン等のセラミックス
に熱膨張率の大きな炭化ケイ素を添加することによって
焼結体の強度を増加させる新規の強化方法に関するもの
である。
〈従来の技術〉
窒化ケイ素セラミックスの強化方法は窒化ケイ素焼結体
の粒界相を結晶化させる方法、ＹＯ等の添加物を用い結
晶粒を柱状化する方法、あるいはウィスカーを分散させ
る等の試みがある。しかしながら粒界の結晶化法は製造
プロセスが煩雑である乙とや、大型形状の焼結体では内
部まで結晶化を均一に行うことが困難である等の欠点が
ある。
の粒界相を結晶化させる方法、ＹＯ等の添加物を用い結
晶粒を柱状化する方法、あるいはウィスカーを分散させ
る等の試みがある。しかしながら粒界の結晶化法は製造
プロセスが煩雑である乙とや、大型形状の焼結体では内
部まで結晶化を均一に行うことが困難である等の欠点が
ある。
また、添加物を加える方法は焼結体中に多量の液相が残
留する為に室温強度は増加するが高温における強度の低
下及び高温における耐酸化性の低下等の欠点がある。更
にウィスカーを分散させた焼結体はウィスカーの分散が
不十分だとウィスカーの二次粒子等が欠陥となって焼結
体の強度が十分でないことがあったりする。
留する為に室温強度は増加するが高温における強度の低
下及び高温における耐酸化性の低下等の欠点がある。更
にウィスカーを分散させた焼結体はウィスカーの分散が
不十分だとウィスカーの二次粒子等が欠陥となって焼結
体の強度が十分でないことがあったりする。
〈発明が解決しようとする問題点〉
本発明は以上の様な従来法の欠点を解消し、簡単な方法
で窒化ケイ素およびサイアロン等の窒化ケイ素系焼結体
を実質的に強化し強度の高い耐酸化性に富む新規な焼結
体を提供せんとするものである。
で窒化ケイ素およびサイアロン等の窒化ケイ素系焼結体
を実質的に強化し強度の高い耐酸化性に富む新規な焼結
体を提供せんとするものである。
〈問題を解決するための手段〉
本発明者は、この問題に関して鋭意研究を行った結果法
の様な方法で窒化ケイ素系焼結体の強化が可能であるこ
とを見出した。即ち窒化ケイ素あるいはサイアロンにこ
れらより熱膨張係数の大きいＳｉＣを粉末状で添加し、
通常の混合成形および焼結方法で焼結体を製造すること
により、窒化ケイ素およびサイアロン等の窒化ケイ素系
焼結体の高強度化を達成せんとするものである。
の様な方法で窒化ケイ素系焼結体の強化が可能であるこ
とを見出した。即ち窒化ケイ素あるいはサイアロンにこ
れらより熱膨張係数の大きいＳｉＣを粉末状で添加し、
通常の混合成形および焼結方法で焼結体を製造すること
により、窒化ケイ素およびサイアロン等の窒化ケイ素系
焼結体の高強度化を達成せんとするものである。
〈作用〉
ＳｉＣの添加は次の様な作用を有する。
窒化ケイ素系の熱膨張係数は３．２Ｘ １０ ／’ｅで
あり炭化ケイ素は４．３Ｘ １０７℃である。窒化ケイ
素に焼結助剤を加えた混合粉末にＳｉＣを５〜９５重量
％添加混合した混合粉末の成形体を１６００〜２２００
℃で焼結体するとＳｉＣが均一に分散した焼結体が得ら
れる。Ｓｉ３Ｎ４とＳｉＣは上述のように熱膨張係数が
５ｉＣ）Ｓｉ７Ｎ４の関係にあるため、冷却の過程でＳ
ｉＣが５ｉ３Ｎ４焼結体を引っ張り焼結体全体に圧縮応
力が作用する。そのため焼結体を外部応力によって破断
させるには、焼結体自体の強度に加えてＳｉＣとマトリ
ックスの熱膨張係数の差による圧縮応力に打勝つ必要が
ある。即ち、焼結体の強度は増加する。このことからＳ
ｉＣの添加量はできるだけ多い方が高い強度を物焼結体
が得られることになる。
あり炭化ケイ素は４．３Ｘ １０７℃である。窒化ケイ
素に焼結助剤を加えた混合粉末にＳｉＣを５〜９５重量
％添加混合した混合粉末の成形体を１６００〜２２００
℃で焼結体するとＳｉＣが均一に分散した焼結体が得ら
れる。Ｓｉ３Ｎ４とＳｉＣは上述のように熱膨張係数が
５ｉＣ）Ｓｉ７Ｎ４の関係にあるため、冷却の過程でＳ
ｉＣが５ｉ３Ｎ４焼結体を引っ張り焼結体全体に圧縮応
力が作用する。そのため焼結体を外部応力によって破断
させるには、焼結体自体の強度に加えてＳｉＣとマトリ
ックスの熱膨張係数の差による圧縮応力に打勝つ必要が
ある。即ち、焼結体の強度は増加する。このことからＳ
ｉＣの添加量はできるだけ多い方が高い強度を物焼結体
が得られることになる。
ＳｉＣ添加量を増加させることは焼結体の種類および量
を検討することにより解決される。即ち本発明では最高
８５１ｉ景％のｓＩＣを添加して緻密な焼結体が得られ
た。また焼結体助剤およびＳｉＣの添加方法を工夫し、
均一な混合粉末を得ておくことは極めて重要な事である
。それ故Ｓｉ３Ｎ４に対する添加剤を先きに本発明者ら
が提案したアルコキシド法によりａ合する方法（特許５
８−２１２９２５．待願５９−０６４９４６）あるいは
５ｉＣ１ｅ液相で混合し、次いで固相のＳｉＣとして析
出させる方法は有効である。
を検討することにより解決される。即ち本発明では最高
８５１ｉ景％のｓＩＣを添加して緻密な焼結体が得られ
た。また焼結体助剤およびＳｉＣの添加方法を工夫し、
均一な混合粉末を得ておくことは極めて重要な事である
。それ故Ｓｉ３Ｎ４に対する添加剤を先きに本発明者ら
が提案したアルコキシド法によりａ合する方法（特許５
８−２１２９２５．待願５９−０６４９４６）あるいは
５ｉＣ１ｅ液相で混合し、次いで固相のＳｉＣとして析
出させる方法は有効である。
本発明の原理による強化方法はＳ ｉ ５ ｋ Ｓ ｉ
Ｃ系に限定されるものではな（、Ｓｉ３Ｎ４系より大
きな熱膨張係数を持つ添加物に共通して考えられる現象
で、ＴｉＣ（熱膨張係数； ９．３Ｘ １０７℃）。
Ｃ系に限定されるものではな（、Ｓｉ３Ｎ４系より大
きな熱膨張係数を持つ添加物に共通して考えられる現象
で、ＴｉＣ（熱膨張係数； ９．３Ｘ １０７℃）。
ＴａＣ（７，ＩＸ １０″／１等の炭化物ＴｉＮ （９
，４Ｘ １０−６／ ℃）ＴａＮ （３，６Ｘ １０７
℃） 、 ＨｆＮ （８，９Ｘ １０７℃）等の窒化物
にも当てはめることができる。
，４Ｘ １０−６／ ℃）ＴａＮ （３，６Ｘ １０７
℃） 、 ＨｆＮ （８，９Ｘ １０７℃）等の窒化物
にも当てはめることができる。
ココで窒化ケイ素焼結体とは、
ｌ）窒化ケイ素
２）サイアロン
３）１及び２に他のセラミックス（酸化物、炭化物、窒
化物およびホウ化物） が混合されたものを意味する。
化物およびホウ化物） が混合されたものを意味する。
〈実施例１〉
平均粒径０．６ｍｍの窒化ケイ素粉末、平均粒径３．０
μ−の窒化アルミニウム粉末および平均粒径０．８μ■
の酸化アルミニウム粉末をそれぞれ９１．３．６．７オ
よび２．０重量％の割合で混合した粉末に平均粒径０３
μ胴の炭化ケイ素および焼結助剤を第１表に示す割合で
混合し、ボールミルで混合粉砕し、比表面積１０ ｍ’
／ ｇ以上の混合粉末を得た。
μ−の窒化アルミニウム粉末および平均粒径０．８μ■
の酸化アルミニウム粉末をそれぞれ９１．３．６．７オ
よび２．０重量％の割合で混合した粉末に平均粒径０３
μ胴の炭化ケイ素および焼結助剤を第１表に示す割合で
混合し、ボールミルで混合粉砕し、比表面積１０ ｍ’
／ ｇ以上の混合粉末を得た。
この粉末を１８５０℃で３００Ｋｇ／ｅ♂の圧力下、窒
素雰囲気中で６０分間加圧焼結して窒化ケイ素系焼結体
を得た。得られた焼結体の特性を第１表に示す。
素雰囲気中で６０分間加圧焼結して窒化ケイ素系焼結体
を得た。得られた焼結体の特性を第１表に示す。
第１表
〈実施例２〉
窒化ケイ素、炭化ケイ素および焼結助剤を第２表に示す
割合で配合し、ボールミルを用いて４８時間間部粉砕し
た粉末を実施例１と同様の条件でホットプレスし焼結体
を得た。得られた焼結体の特性を第２表に示す。尚、原
料粉末の粒度は実施例１と同一である。
割合で配合し、ボールミルを用いて４８時間間部粉砕し
た粉末を実施例１と同様の条件でホットプレスし焼結体
を得た。得られた焼結体の特性を第２表に示す。尚、原
料粉末の粒度は実施例１と同一である。
第２表
〈実施例３〉
窒化ケイ素、炭化ケイ素および焼結助剤を第３表に示す
割合で配合し、ボールミルを用いて４８時間間部粉砕し
た粉末を実施例１と同様の条件でポットプレスを行い焼
結体を得た。得られた焼結体の特性を第３表に示す。尚
、原料粉末の粒度は実施例１と同一である。
割合で配合し、ボールミルを用いて４８時間間部粉砕し
た粉末を実施例１と同様の条件でポットプレスを行い焼
結体を得た。得られた焼結体の特性を第３表に示す。尚
、原料粉末の粒度は実施例１と同一である。
第３表
〈発明の効果〉
本発明による効果は次の様なものである。
１）窒化ケイ素系焼結体は、炭化ケイ素を添加すること
によって強化される。
によって強化される。
２）焼結体の耐酸化性は低下しない。
３）焼結体に添加する強化材の種類、添加量に応じて焼
結体の特性（例えば電気、熱伝導性、熱衝撃性等）を自
在に制御できる。またＳｉＣの添加量が５０重量％以上
ではむしろＳｉＣ焼結体と考えることができる。即ち本
発明はＳｉ、３ＮＮ茶系焼結の強化方法であると同時に
ＳｉＣ焼結体の高強度化の役割も果している。
結体の特性（例えば電気、熱伝導性、熱衝撃性等）を自
在に制御できる。またＳｉＣの添加量が５０重量％以上
ではむしろＳｉＣ焼結体と考えることができる。即ち本
発明はＳｉ、３ＮＮ茶系焼結の強化方法であると同時に
ＳｉＣ焼結体の高強度化の役割も果している。
４）焼結体の組成を窒化ケイ素からサイアロンに変化さ
せろことによって高温における強度低下の少ない、かつ
クリープ抵抗の高い焼結体となる。
せろことによって高温における強度低下の少ない、かつ
クリープ抵抗の高い焼結体となる。
５）焼結体の強度のバラツキが少なくなる。
特許出願人 工業技術院長（（１！１．＆ン復代理人
有吉 教哨 手続♀［＠上書（自発） 昭和６０年２月１日 特許庁長官 志賀 学 殿 ゝ・“１、事件の表
示 昭和５９年特許願第２７９２３７号 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都千代田区霞ガ関１丁目３番１号氏名 （１
１４１工業技術院長 等々力 達４、復代理人 住所 福岡市博多区博多駅東１丁目１０−２７「焼結す
ると」に訂正する。
有吉 教哨 手続♀［＠上書（自発） 昭和６０年２月１日 特許庁長官 志賀 学 殿 ゝ・“１、事件の表
示 昭和５９年特許願第２７９２３７号 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都千代田区霞ガ関１丁目３番１号氏名 （１
１４１工業技術院長 等々力 達４、復代理人 住所 福岡市博多区博多駅東１丁目１０−２７「焼結す
ると」に訂正する。
（２）明細書第４頁第４行目の「焼結体の」を「添加物
の」に訂正する。
の」に訂正する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、窒化ケイ素系焼結体の製法に際し熱膨張係数が窒化
ケイ素よりは大きな炭化ケイ素粉末を添加することによ
り、得られる焼結体に圧縮応力を内在せしめることを特
徴とする焼結体の強化方法。 ２、炭化ケイ素粉末の添加量が５〜９５重量％であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の焼結体の強
化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59279237A JPS61158867A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | 窒化ケイ素系焼結体の強化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59279237A JPS61158867A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | 窒化ケイ素系焼結体の強化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61158867A true JPS61158867A (ja) | 1986-07-18 |
| JPH04951B2 JPH04951B2 (ja) | 1992-01-09 |
Family
ID=17608346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59279237A Granted JPS61158867A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | 窒化ケイ素系焼結体の強化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61158867A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62148370A (ja) * | 1985-12-23 | 1987-07-02 | 工業技術院長 | 高耐酸化性窒化ケイ素系セラミツクスの製造方法 |
| JPS63134567A (ja) * | 1986-11-21 | 1988-06-07 | 株式会社豊田中央研究所 | セラミツクス複合体 |
| CN108863399A (zh) * | 2018-07-26 | 2018-11-23 | 深圳市东川技术研究有限公司 | 赛隆电加热新材料的烧结工艺 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5025609A (ja) * | 1973-03-14 | 1975-03-18 | ||
| JPS5874570A (ja) * | 1981-10-23 | 1983-05-06 | エレクトロシユメルツヴエルク・ケンプテン・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング | 多結晶窒化ケイ素と炭化ケイ素から成る実際に孔の無い成形体、および同成形体の均衡熱間圧縮による製造法 |
| JPS5891070A (ja) * | 1981-11-27 | 1983-05-30 | 旭硝子株式会社 | 炭化珪素と窒化珪素の複合焼結体の製法 |
| JPS59207881A (ja) * | 1983-05-13 | 1984-11-26 | 工業技術院長 | セラミツク焼結体およびその製造法 |
-
1984
- 1984-12-28 JP JP59279237A patent/JPS61158867A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5025609A (ja) * | 1973-03-14 | 1975-03-18 | ||
| JPS5874570A (ja) * | 1981-10-23 | 1983-05-06 | エレクトロシユメルツヴエルク・ケンプテン・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング | 多結晶窒化ケイ素と炭化ケイ素から成る実際に孔の無い成形体、および同成形体の均衡熱間圧縮による製造法 |
| JPS5891070A (ja) * | 1981-11-27 | 1983-05-30 | 旭硝子株式会社 | 炭化珪素と窒化珪素の複合焼結体の製法 |
| JPS59207881A (ja) * | 1983-05-13 | 1984-11-26 | 工業技術院長 | セラミツク焼結体およびその製造法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62148370A (ja) * | 1985-12-23 | 1987-07-02 | 工業技術院長 | 高耐酸化性窒化ケイ素系セラミツクスの製造方法 |
| JPH0435436B2 (ja) * | 1985-12-23 | 1992-06-11 | Kogyo Gijutsu Incho | |
| JPS63134567A (ja) * | 1986-11-21 | 1988-06-07 | 株式会社豊田中央研究所 | セラミツクス複合体 |
| CN108863399A (zh) * | 2018-07-26 | 2018-11-23 | 深圳市东川技术研究有限公司 | 赛隆电加热新材料的烧结工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04951B2 (ja) | 1992-01-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |