JPS6121975A - 複合セラミツクスの製造法 - Google Patents
複合セラミツクスの製造法Info
- Publication number
- JPS6121975A JPS6121975A JP59140132A JP14013284A JPS6121975A JP S6121975 A JPS6121975 A JP S6121975A JP 59140132 A JP59140132 A JP 59140132A JP 14013284 A JP14013284 A JP 14013284A JP S6121975 A JPS6121975 A JP S6121975A
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- Japan
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- silicon nitride
- whiskers
- block
- ceramics
- composite ceramics
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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、複合セラミックスの製造法に関する。
更に詳しくは、窒化けい素ウィスカをセラミックス中に
分散させ、それの強度あるいは靭性の向上という目的を
達成せしめる複合セラミックスの製造法に関する。
分散させ、それの強度あるいは靭性の向上という目的を
達成せしめる複合セラミックスの製造法に関する。
窒化けい素ウィスカの製造は、従来第１図の断面図に示
されるような方法に従って行われていた・。
されるような方法に従って行われていた・。
即ち、製造装置１内に原料粉末混合物（ＳｉＯ＋５ｉｎ
２または５ｉＯ２−１−０）２を仕込み、ヒーター３に
よる加熱によりＳｉＯガスを発生させ、このＳｉＯガス
と窒素ガス供給パイプ４からの窒素ガスとの混合ガスを
鉄を含浸させた炭素反応管５の部分に送り込み、この反
応管の内周面に窒化けい素ウィスカ６を形成させること
により行われている。
２または５ｉＯ２−１−０）２を仕込み、ヒーター３に
よる加熱によりＳｉＯガスを発生させ、このＳｉＯガス
と窒素ガス供給パイプ４からの窒素ガスとの混合ガスを
鉄を含浸させた炭素反応管５の部分に送り込み、この反
応管の内周面に窒化けい素ウィスカ６を形成させること
により行われている。
このようにして製造された窒化けい素ウィスカを、前記
目的で用いる場合には、焼結助剤および有機バインダー
と湿式混合したセラミックス粉末ならびに溶液中に分散
させたウィスカを混合してウィスカをセラミックス粉末
中に分散させ、この原料粉末混合物から成形された成形
体を予備焼成した後、ホットプレスすることにより焼結
体を製造することが行われていた。この方法は、製造工
程が多いばかりではなく、ウィスカの均一な分散が困難
であり、そのため強度あるいは靭性向上の目的を果し得
なかった。。
目的で用いる場合には、焼結助剤および有機バインダー
と湿式混合したセラミックス粉末ならびに溶液中に分散
させたウィスカを混合してウィスカをセラミックス粉末
中に分散させ、この原料粉末混合物から成形された成形
体を予備焼成した後、ホットプレスすることにより焼結
体を製造することが行われていた。この方法は、製造工
程が多いばかりではなく、ウィスカの均一な分散が困難
であり、そのため強度あるいは靭性向上の目的を果し得
なかった。。
そこで、本発明者は、窒化ウィスカ本来の添加目的を十
分に満足せしめるような複合セラミックスの製造法を求
めて種々検討の結果、ホットプレス処理される焼結体上
に下゛記特定の方法で窒化けい素ウィスカを形成させた
ものを用いることにより、かかる課題が効果的に解決さ
れることを見出した。
分に満足せしめるような複合セラミックスの製造法を求
めて種々検討の結果、ホットプレス処理される焼結体上
に下゛記特定の方法で窒化けい素ウィスカを形成させた
ものを用いることにより、かかる課題が効果的に解決さ
れることを見出した。
〔問題点を解決するための手段〕および〔作用〕従って
、本発明は複合セラミックスの製造法に係り、複合セラ
ミックスの製造は、窒化けい素および酸化物系セラミッ
クスよりなるウィスカ原料粉末混合物を成形および予備
焼成して得られたブロックを、窒素ガス雰囲気巾約１４
００〜１９００℃で焼成し、該焼成体ブロック上に窒化
けい素ウィスカを形成させた後、そのままあるいは焼結
体ブロック上にウィスカ形成に用いられた窒化けい素お
よび酸化物系セラミックスを含浸させ、それを約１７０
０℃以上の温度でホットプレス処理することにより行わ
れる。
、本発明は複合セラミックスの製造法に係り、複合セラ
ミックスの製造は、窒化けい素および酸化物系セラミッ
クスよりなるウィスカ原料粉末混合物を成形および予備
焼成して得られたブロックを、窒素ガス雰囲気巾約１４
００〜１９００℃で焼成し、該焼成体ブロック上に窒化
けい素ウィスカを形成させた後、そのままあるいは焼結
体ブロック上にウィスカ形成に用いられた窒化けい素お
よび酸化物系セラミックスを含浸させ、それを約１７０
０℃以上の温度でホットプレス処理することにより行わ
れる。
本発明の特徴は、特定の方法で形成せしめた窒化けい素
ウィスカを用いた点にあるが、この方法ではウィスカ原
料粉末として窒化けい素と酸化物系セラミックスとの混
合物が用いられる。
ウィスカを用いた点にあるが、この方法ではウィスカ原
料粉末として窒化けい素と酸化物系セラミックスとの混
合物が用いられる。
酸化物系セラミックスとしては、例えばＡｌ２Ｏ，、Ｙ
２Ｏ５、ＭｇＯ５Ｓｉ０２などが用いられ、これらは窒
化けい素（５ｉｓＮ、 ）に対して約０．５〜１０重量
％の割合で用いられる。これ以下の割合では、本発明の
目的を達成し得ない反面、約１０重量％以上の割合で添
加するとかえって酸化物系の高温時強度を低下させるか
らである。
２Ｏ５、ＭｇＯ５Ｓｉ０２などが用いられ、これらは窒
化けい素（５ｉｓＮ、 ）に対して約０．５〜１０重量
％の割合で用いられる。これ以下の割合では、本発明の
目的を達成し得ない反面、約１０重量％以上の割合で添
加するとかえって酸化物系の高温時強度を低下させるか
らである。
窒化けい素と酸化物系セラミックスとの粉末混合物は、
ポリビニルアルコールその他の有機ノくインダーを用い
て、例えば板状（厚さ約１〜１０−程度）あるいは円筒
状（肉厚的５〜１０１１１１．内径約１０〜５０■程度
）に成形し、これを約６００〜１０００℃で予備焼成し
て、上記形状のブロックとする。
ポリビニルアルコールその他の有機ノくインダーを用い
て、例えば板状（厚さ約１〜１０−程度）あるいは円筒
状（肉厚的５〜１０１１１１．内径約１０〜５０■程度
）に成形し、これを約６００〜１０００℃で予備焼成し
て、上記形状のブロックとする。
このブロックを、カーボン製ヒーター、試料台および断
熱材部分を有する電気炉中で、窒素ガス雰囲気巾約１４
００〜１９００℃の温度で焼成すると、焼成された焼結
体プルツク上に窒化けい素のウィスカが約１μｍの径で
形成される。ウィスカの生成量は、焼成温度および焼成
時間によってフントロールされる。
熱材部分を有する電気炉中で、窒素ガス雰囲気巾約１４
００〜１９００℃の温度で焼成すると、焼成された焼結
体プルツク上に窒化けい素のウィスカが約１μｍの径で
形成される。ウィスカの生成量は、焼成温度および焼成
時間によってフントロールされる。
このようにして得られた、その表面（および内部）に窒
化けい素ウィスカを形成させた焼結体ブロックは、その
ままあるいは焼結体ブロック上のウィスカ形成に用いら
れた窒化けい素および酸化物系セラミックスと同種また
は異種のセラミックス粉末を含浸させた後、約１７００
℃以上の温度でホットプレス処理することにより、セラ
ミックスウィスカ強化複合セラミックスを簡単に製造す
ることができる。
化けい素ウィスカを形成させた焼結体ブロックは、その
ままあるいは焼結体ブロック上のウィスカ形成に用いら
れた窒化けい素および酸化物系セラミックスと同種また
は異種のセラミックス粉末を含浸させた後、約１７００
℃以上の温度でホットプレス処理することにより、セラ
ミックスウィスカ強化複合セラミックスを簡単に製造す
ることができる。
セラミックス粉末を含浸させる場合には、表面にウィス
カを生成させた焼結体を含浸するセラミックス混合物の
泥奨中に浸漬し、減圧脱気することにより行われる。
カを生成させた焼結体を含浸するセラミックス混合物の
泥奨中に浸漬し、減圧脱気することにより行われる。
セラミックス粉末を含浸させたあるいはさせない焼結体
ブロックは、次いで約１７００℃以上でホットプレス処
理される。この処理は、通常の加熱加圧が可能なホット
プレス装置を用いて行われ、その結果セラミックスウィ
スカで表面が均−ＫＭ化された複合セラミックスが容易
に得られるようになる。
ブロックは、次いで約１７００℃以上でホットプレス処
理される。この処理は、通常の加熱加圧が可能なホット
プレス装置を用いて行われ、その結果セラミックスウィ
スカで表面が均−ＫＭ化された複合セラミックスが容易
に得られるようになる。
本発明方法によれば、焼結体上に窒化けい素ウィスカを
形成せしめたものが複合セラミックスの材料として用い
られているので、強度的に問題となる表面層の補強が効
果的に行われることになる。
形成せしめたものが複合セラミックスの材料として用い
られているので、強度的に問題となる表面層の補強が効
果的に行われることになる。
しかもブロックの厚さを薄くすることによって表面積を
増加させることができるので、焼成体プロツク上により
多量の窒化けい素ウィスカを形成させることができ、そ
れに伴って表面層の袖強もより完全に行なうことができ
るようになり、複合セラミックスの高強度化が効果的に
達成される。
増加させることができるので、焼成体プロツク上により
多量の窒化けい素ウィスカを形成させることができ、そ
れに伴って表面層の袖強もより完全に行なうことができ
るようになり、複合セラミックスの高強度化が効果的に
達成される。
本発明に係る複合セラミックスは、このような特徴を利
用して金属以上の耐摩耗性、耐熱性あるいは耐食性が要
求されるような機械部品、例えば切削バイト、軸受など
の用途に有効に用いることができる。
用して金属以上の耐摩耗性、耐熱性あるいは耐食性が要
求されるような機械部品、例えば切削バイト、軸受など
の用途に有効に用いることができる。
次に、実施例について本発明を１２明する。
実施例１
窒化けい素に、それに対して５重ｊ１％の酸化イツトリ
ウムと２重量％の酸化アルミニウムとを添加し、有機バ
インダー （ポリビニルアルコール）と共に、２４時間
ボールミルで湿式混合した後乾燥した。乾燥物を、１ト
ン／ｃＪの圧力下で３０秒間加圧して円板状体を成形し
、これを１０００℃で煙焼してブロックとした。
ウムと２重量％の酸化アルミニウムとを添加し、有機バ
インダー （ポリビニルアルコール）と共に、２４時間
ボールミルで湿式混合した後乾燥した。乾燥物を、１ト
ン／ｃＪの圧力下で３０秒間加圧して円板状体を成形し
、これを１０００℃で煙焼してブロックとした。
このブロックを、窒素ガス雰囲気中１５００℃で４時間
焼成すると、焼結体ブロックの表面層に窒化けい素ウィ
スカが形成された。これを、１８００Ｃ１３００％、３
時間の条件下でホットプレス処理したところ、表面層が
窒化けい素ウィスカで強化された複合七うミツ・クスが
得られた。
焼成すると、焼結体ブロックの表面層に窒化けい素ウィ
スカが形成された。これを、１８００Ｃ１３００％、３
時間の条件下でホットプレス処理したところ、表面層が
窒化けい素ウィスカで強化された複合七うミツ・クスが
得られた。
実施例２
実施例１のボールミル湿式混合物の一部を乾燥し、その
乾燥物を１トン／Ｃ−の圧力下で３０秒間加５圧して円
板状体を成形し、これを１０００℃で■焼してブロック
とした。
乾燥物を１トン／Ｃ−の圧力下で３０秒間加５圧して円
板状体を成形し、これを１０００℃で■焼してブロック
とした。
このブロックを、窒素ガス雰囲気中１５００℃で４時間
焼成すると、焼結体ブロックの表面層に窒化けい素ウィ
スカが形成された。これを、上記湿式混合泥奨中に浸漬
し、減圧脱気、乾燥することによって、原料窒化けい素
、酸化イツ） ＩＪウムおよび酸化アルミニウム各粉末
をウィスカ中に含浸させた。それを、１８００℃、３０
０シ、３時間の条件下でホットプレス処理したところ、
表面層が窒化けい素ウィスカで強化された複合セラミッ
クスが得られた。
焼成すると、焼結体ブロックの表面層に窒化けい素ウィ
スカが形成された。これを、上記湿式混合泥奨中に浸漬
し、減圧脱気、乾燥することによって、原料窒化けい素
、酸化イツ） ＩＪウムおよび酸化アルミニウム各粉末
をウィスカ中に含浸させた。それを、１８００℃、３０
０シ、３時間の条件下でホットプレス処理したところ、
表面層が窒化けい素ウィスカで強化された複合セラミッ
クスが得られた。
以上の各実施例で得られた複合セラミックスについて、
曲げ強度および破壌靭性がそれぞれ測定された。得られ
た結果は、次の表に示される。なお、比較例として併記
されたものは、炭化けい素ウィスカで強化された窒化け
い素について得られた値である。
曲げ強度および破壌靭性がそれぞれ測定された。得られ
た結果は、次の表に示される。なお、比較例として併記
されたものは、炭化けい素ウィスカで強化された窒化け
い素について得られた値である。
表
実施例１ ８０〜１００ １３〜１７
実施例２１００〜１２０ １５〜２０比較
例 ７０〜８０１０〜１５
実施例２１００〜１２０ １５〜２０比較
例 ７０〜８０１０〜１５
第１図は、従来の窒化けい素ウィスカの製造方法を断面
図として示したものである。 （符号の説明） １・・・・・・製造装置 ２・・・・・・原料粉末混合物 ５・・・・・・鉄含浸炭素反応管 ６・・・・・・窒化けい素ウィスカ 代理人 弁理士 吉 １）俊 夫 第１図
図として示したものである。 （符号の説明） １・・・・・・製造装置 ２・・・・・・原料粉末混合物 ５・・・・・・鉄含浸炭素反応管 ６・・・・・・窒化けい素ウィスカ 代理人 弁理士 吉 １）俊 夫 第１図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、窒化けい素および酸化物系セラミックスよりなるウ
ィスカ原料粉末混合物を成形および予備焼成して得られ
たブロックを、窒素ガス雰囲気中約１４００〜１９００
℃で焼成し、該焼成体ブロック上に窒化けい素ウィスカ
を形成させた後、約１７００℃以上でホットプレス処理
することを特徴とする複合セラミックスの製造法。 ２、窒化けい素および酸化物系セラミックスよりなるウ
ィスカ原料粉末混合物を成形および予備焼成して得られ
たブロックを、窒素ガス雰囲気中約１４００〜１９００
℃で焼成し、該焼成体ブロック上に窒化けい素ウィスカ
を形成させた後、ウィスカ形成に用いられた窒化けい素
および酸化物系セラミックスと同種または異種のセラミ
ックス粉末を含浸させ、約１７００℃以上でホットプレ
ス処理することを特徴とする複合セラミックスの製造法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59140132A JPS6121975A (ja) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | 複合セラミツクスの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59140132A JPS6121975A (ja) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | 複合セラミツクスの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6121975A true JPS6121975A (ja) | 1986-01-30 |
| JPH0476948B2 JPH0476948B2 (ja) | 1992-12-07 |
Family
ID=15261632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59140132A Granted JPS6121975A (ja) | 1984-07-06 | 1984-07-06 | 複合セラミツクスの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6121975A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0312367A (ja) * | 1989-06-12 | 1991-01-21 | Honda Motor Co Ltd | セラミックロータの強化方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5954678A (ja) * | 1982-09-24 | 1984-03-29 | 住友電気工業株式会社 | 繊維強化型窒化硅素焼結体の製造法 |
-
1984
- 1984-07-06 JP JP59140132A patent/JPS6121975A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5954678A (ja) * | 1982-09-24 | 1984-03-29 | 住友電気工業株式会社 | 繊維強化型窒化硅素焼結体の製造法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0312367A (ja) * | 1989-06-12 | 1991-01-21 | Honda Motor Co Ltd | セラミックロータの強化方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0476948B2 (ja) | 1992-12-07 |
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