JPS61286268A - 導電性可変ZrB2質複合焼結体 - Google Patents

導電性可変ZrB2質複合焼結体

Info

Publication number
JPS61286268A
JPS61286268A JP60128216A JP12821685A JPS61286268A JP S61286268 A JPS61286268 A JP S61286268A JP 60128216 A JP60128216 A JP 60128216A JP 12821685 A JP12821685 A JP 12821685A JP S61286268 A JPS61286268 A JP S61286268A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sintered body
zrb2
sic
variable
electroconductively
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP60128216A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0610106B2 (ja
Inventor
音次郎 木田
篤 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to JP60128216A priority Critical patent/JPH0610106B2/ja
Publication of JPS61286268A publication Critical patent/JPS61286268A/ja
Publication of JPH0610106B2 publication Critical patent/JPH0610106B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Resistance Heating (AREA)
  • Ceramic Products (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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はZrB2(2硼化ジウコニウム)質焼結体に関
するものである。一般的に金属硼化物セラミックは高融
点で高強度、高硬度、高耐食の特徴を有し、従来から切
削工具熱機械部品材料となどとして用いられているが、
実際に実用化されているものは、チタンの硼化物であっ
て、ジルコニウムの硼化物は殆ど実用化されていないの
が実状である・ 本発明のZrB2質複合焼結体は、高融点、富強゛度、
高硬度、導電性、耐酸化性等の優れた特徴を有するもの
で、発熱体電極、蒸着ヒーター、。
接点材料等に広く使用できる材料である。
[従来の技術] Z rB2質複合焼結体として現在広く実用化されてい
るものは殆どないが特許などに種々のものが提案されて
いる。
即ち、焼結助剤又は複合材などのZrB2焼結体のける
副成分としてはMo5iz 、ZrSi2 などの珪化
物、 BN、TaN、HfN等の窒化物、Z r02な
どの酸化物MoSi2 、Sin、B4C質の炭化物、
稀々の金属等が知られている。
[発明の解決しようとする問題点] 例えば、珪化物については、特公昭38−8098にZ
rSi2等が又米国特許第3705112号にMoSi
2等が開示されているが、これらのSi系化合物は高温
雰囲気下での焼結で溶融又は分解するため組織が多孔質
で結晶が粒成長することが多く、そのため強度、耐食性
も十分でなく、耐酸化性もS i02の皮膜としての効
率が予測されるがこれらの副成分のみでは空気中の使用
には十分でない。
次に窒化物については、米国特許第3305374に開
示されているTaNは高強度材料としてZrB2゜Ti
B2等に添加でき、工具材料装飾材に応用されているが
高硬度、高強度の点では優れているが、高温耐食部材、
発熱体電極、蒸着ヒーター。
接点材料等に使用する場合耐酸化性、耐スポール性、耐
食性の点で十分でない。
次に炭化物については、米国特許第3775137号に
SrC、米国特許第3325300号にB4CやSiC
が開示されているが、米国特許第3375137号のS
iCのみの添加では耐酸化性の点で不十分であり、又、
第3325300号(1) MoSi2 + B4C、
MoSi2+SiC+B4Cの添加ではMoSi2が焼
結温度によっては低融点であり、焼結中に溶けて分解し
たり、粒成長を促進するなど組織を多孔質化するため、
高密度化しにくく耐酸化性、強度も十分ではない。
最近では特開昭58−209084.51−78973
.80−29518等にSiCに導電性セラミックス粉
末としてZrB2等を添加し、SiCの焼結助剤として
A 1203 を少量添加する組成が開示されているが
、 2000℃以上の焼結温度ではAl2O3が蒸発し
、組織が多孔質化し高密度化しにくく又そのため、強度
耐酸化性も低く十分でない。
さらに、これらの提案においてより重要な点は、空気中
で使用される発熱体電極接点材料等に用いる接合耐酸化
性、強度が十分満足しうるちのが得られてないというこ
とである。
又、発熱体は加熱時における電流の暴走を防ぎ、かつそ
の抵抗温度係数を利用して、ヒーター表面温度を一定に
保持する電流制御がしやすくするため、正の抵抗温度係
数を有することが必要である。
このような点に鑑み、優れた特質を備えていながらその
特質を生かしきれず、極めて限られた用途にしか実際に
使われていないZ rB2焼結体について、従来の問題
点を克服すべく研究を進めた結果、優れた高密度、高強
度、高硬度、耐酸化性、特に可変導電性(電気抵抗)、
などの諸性能を兼ね備え、かついくつかについてはその
特質を著しく向上せしめた焼結体の開発に成功したもの
である。
[問題を解決する為の手段] 即ち、本発明はZrB2を主成分とし重量%モ″5〜8
0%ノsi05〜30%(7)84G及び2〜20%の
Al2O3を含むことで特徴づけられた導電性可変のZ
 rB2質複合焼結体を要旨とするものである。
本発明に用いるZrB2は例えば酸化ジルコニム、酸化
硼素及びカーボンの混合物を高温で反応させることによ
り得られ本焼結体の製造には可及的に純度の高いものを
用いるのが好ましく、又粒径も可及的に小さい粉末が好
ましい。
具体的には純度88%以上、平均粒径1oルm特にはI
ILm以下のものがそれである。
又、副成分として存在せしめるSiC,BiC,AIz
Chについては、焼結体としてそのような化合物として
、所定料が存在していればよいので、出発原料としては
どのような形態のものとして配合してもよいが、 Si
C,84C,Al2O3以外の原料を使用した場合には
、焼結段階で特別な配慮が必要となるため通常配合原料
としてSiC,B4C,Al2O3として調整しておく
のがよい。
このSiG、B4C,Al2O3原料についても可及的
に純度の高いものが好ましく通常89%以上ものがよい
原料混合物は通常これら4種の微粉末を均一に混合する
ことにより調整するが粉砕混合を目的として超微粉砕し
ても同様である。一般に混合原料の粒度は10JLm以
下がよく好ましくは、平均粒径IILffi以下にまで
十分調整しておくことである、これらの粉砕にはSiC
ボール又はA 12 (hを用いることが適当である。
本発明焼結体はこれらの混合物を例えば黒鉛型に充填し
、真空中又はアルゴン、ヘリウム、−酸化炭素等の中性
あるいは還元性の雰囲気下でホットプレスするか上記混
合物をラバープレス成形してから常圧焼成、加圧焼成す
るなどにより得ることができる。尚、焼成温度は170
0〜b 常0.5〜5時間程度が適当である。
本発明において、 SiC(シリコンカーバイト)は少
なくとも重量%(以下同じ)で5%は必要であるが、こ
れはそれ以下では耐酸化性が十分でなく、又発熱体等と
しての導電性(電気抵抗)が低く、一方、多すぎてもS
iCが難焼結性のため高密度化しにくく、又蒸着ヒータ
ー等に用いる場合、耐食性の効果が発揮されないことや
、発熱体としての電気抵抗が高くなるなどのため好まし
くなく、最大BO%にとどめることが必要であり、望ま
しくは10〜55%である。
B4C(ポロンカーバイト)は少なくとも5%は必要で
あるが、これはそれ以下だと、耐醸化性、高強度化、高
密度化が困難となるからであり、一方、多すぎても耐熱
性が低下したり、耐食性が悪くなるなどのため好ましく
なく、最大30%にとどめることが必要であり望ましく
は7〜25%である。
B4Cの存在が何故に耐酸化性の向上を本焼結体にもた
らされるかについては明らかでない 。
が、使用下において高粘性の5i02−8203系の皮
膜が形成されるためであろうと考えられ、このようなこ
とは本焼結体が発熱体のような用途にも十分耐用しうる
ことを示している。
Al2O3(酸化アルミニウム)は少なくとも2%以上
は必要であるが、それ以下だと高密度化、高強度化が困
難となるからであり、一方、多すぎてもAl2O3の蒸
発により多孔質化し、高密度化しにくい等のため好まし
くなく、最大20%にとどめることが必要であり、望ま
しくは5〜15%である。
Al2O3の存在が何故必要かについては明らかでない
が、焼結体の緻密化、電気抵抗のコントロールに有効と
なると考えられる。
又、これらのSiC,BnC,Al2O3はその合量と
して少なくとも12%は必要で、最大80%程度まで存
在せしめることも可能であるが、含量が多すぎるとそれ
に伴なってZrB2の特性を損ってくることになるので
通常は合量として22〜70%が適切である。
本発明焼結体は発熱体等の用途に用いる場合、低抵抗率
で正の温度係数を有する耐熱性の高い焼結体であること
が判明した。
尚、本発明焼結体は、これらの別成分以外の成分即ち残
部は実質的にZrBzからなるもので゛あるが、Z r
B2の特質を損わない範囲でZrB2以外の成分例えば
Ti112等が少量台まれていても勿論差し支えないが
、可及的少量にとどめることが望ましい。
又、副成分としても本発明焼結体の目的効果を本質的に
損なわない範囲において、他の成分が含まれていても勿
論差し支えはないが、不可避的不純物を含めて、可及的
少量にとどめることが必要である。
本発明焼結体の組成はZrB2を主成分としこの間をS
in、B10.ZrB2が強固に結合している緻密なも
のであって、Z rB2結晶は極めて微細な結晶で存在
し、その特質を存分に発揮せしめるに至っている。具体
的に言えば、本発明焼結体におけるZ rB2結晶はそ
の大部分が粒径10IL鳳以下として存在し゛ているも
のであり、Sr C+ B a C*及びZrB2につ
いてはその大部分が5ル層以下として存在している。
[発明の効果] このようにして得られた本発明焼結体は高密度、高強度
、高硬度であってかつ耐酸化性に優れた導電性の可変で
きる焼結体であるため、発熱体電極、蒸着ヒーター接点
材料等の電気部材に好ましく適用可能である。その他、
ZrB2質複合焼結体の特質を発揮した高温耐食部材、
構造部材、産業用機械部材等の種々の用途に使用できる
ものであってその実用的価値は多大である。
(実施例) 実施例1 ZrBz粉末(純度99%以上) 、 SiC粉末(純
度99%以上) 、 B4C粉末(純度99% 以上)
 及ヒAl2O3粉末(純度99%以上)を十分に混合
粉砕すべくポットミルを使用し、エタノール溶媒中でS
iGポールを用い3日間粉砕混合した。得られた粉末を
エバポレーターでアルコールを除去して十分乾燥し、平
均粒径0.15p鳳の粉末を得た。この粉末を黒鉛型に
充填し、アルゴン雰囲気下で350kg/c曹2に加圧
しながら、1800℃で30分間加熱した。このように
して得られた焼結体の特性を第1表に示す。
実施例6 実施例1と同様のZrB2.SiC,B4C,A!20
3粉末をボットミルを使用しエタノール溶媒下でSiG
ポールを用い、3日間粉砕混合した。この粉末をエバポ
レーターでアルコール除去して十分乾燥し、平均粒径0
゜15ILmの粉末を得た。この粉末をラバープレスを
用い2000kg/c+a2で成形し、アルゴン:囲気
下2100”Oで2時間焼成した。このようにして得ら
れた焼結体の特性を!81表に示す。
実施例2乃至5及び7乃至1oならびに比較例1乃至5 所定の配合原料を実施例1及び6に準じて調整し所定の
焼成条件で処理して得た各試料についての効果を第1表
に示す。
注り耐酸化性は酸素雰囲気下1500”CX 24hr
の条件下での重量増加率の程度 注2)電気抵抗は4端子法で測定した値を示す。
(25℃)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ZrB_2を主成分とし、重量%で、5〜60%の
    SiC、5〜30%のB_4C及び2〜20%のAl_
    2O_3を含むことで特徴づけられた導電性可変ZrB
    _2質複合焼結体。 2、SiCとB_4CとAl_2O_3の合量が12〜
    80%である特許請求の範囲第1項記載の焼結体。 3、SiCとB_4CとAl_2O_3の合量が22〜
    70%である特許請求の範囲第2項記載の焼結体。 4、SiCが10〜55%、B_4Cが7〜25%、A
    l_2O_3が5〜15%である特許請求の範囲第3項
    記載の焼結体。
JP60128216A 1985-06-14 1985-06-14 導電性可変ZrB2質複合焼結体 Expired - Fee Related JPH0610106B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60128216A JPH0610106B2 (ja) 1985-06-14 1985-06-14 導電性可変ZrB2質複合焼結体

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60128216A JPH0610106B2 (ja) 1985-06-14 1985-06-14 導電性可変ZrB2質複合焼結体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61286268A true JPS61286268A (ja) 1986-12-16
JPH0610106B2 JPH0610106B2 (ja) 1994-02-09

Family

ID=14979364

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60128216A Expired - Fee Related JPH0610106B2 (ja) 1985-06-14 1985-06-14 導電性可変ZrB2質複合焼結体

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0610106B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62230674A (ja) * 1986-03-29 1987-10-09 黒崎窯業株式会社 ZrB2複合焼結体
WO2007110149A1 (de) * 2006-03-24 2007-10-04 Esk Ceramics Gmbh & Co. Kg Gesinterter verschleissbeständiger boridwerkstoff, sinterfähige pulvermischung zur herstellung des werkstoffs, verfahren zur herstellung des werkstoffs und dessen verwendung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62230674A (ja) * 1986-03-29 1987-10-09 黒崎窯業株式会社 ZrB2複合焼結体
WO2007110149A1 (de) * 2006-03-24 2007-10-04 Esk Ceramics Gmbh & Co. Kg Gesinterter verschleissbeständiger boridwerkstoff, sinterfähige pulvermischung zur herstellung des werkstoffs, verfahren zur herstellung des werkstoffs und dessen verwendung

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0610106B2 (ja) 1994-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3501317B2 (ja) 高熱伝導率窒化ケイ素質焼結体および窒化ケイ素質焼結体製絶縁基板
JPS5924751B2 (ja) 焼結成形体
EP0170864B1 (en) Zrb2 composite sintered material
JPS638071B2 (ja)
EP0170889B1 (en) Zrb2 composite sintered material
JPH0333066A (ja) 窒化アルミニウム構造物の製造方法
JPS61286268A (ja) 導電性可変ZrB2質複合焼結体
JPS6172688A (ja) 導電性ZrB↓2質複合焼結体
JPS6337068B2 (ja)
JPS6121979A (ja) ZrB↓2質焼結体
JPS60215575A (ja) 窒化珪素質焼結体の製法
JPS6172687A (ja) 高強度ZrB↓2質焼結体
JP3460504B2 (ja) サイアロン膜形成用ターゲット材
JP2568521B2 (ja) 複合焼結体
JPS6144769A (ja) 高強度ZrB↓2質複合焼結体
JPH0460070B2 (ja)
JP2742620B2 (ja) 硼化物―酸化アルミニウム質焼結体およびその製造方法
JPH0610107B2 (ja) 高強度高靭性TiB2質複合焼結体
JPS6212672A (ja) 高強度ZrB↓2質複合焼結体
JPS62119168A (ja) 高耐食高耐熱衝撃性ZrB2質複合焼結体
JPS62288171A (ja) ZrB↓2質複合焼結体
JPH0345034B2 (ja)
JPS6163573A (ja) 高耐蝕性ZrB↓2質複合焼結体
JPH0742168B2 (ja) 複合セラミツクス焼結体
CN109485422A (zh) 一种原位生成SiC板晶增强增韧碳化钽铪复相陶瓷材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees