JPS62108776A - Manufacture of tough sialon - Google Patents
Manufacture of tough sialonInfo
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- JPS62108776A JPS62108776A JP60249389A JP24938985A JPS62108776A JP S62108776 A JPS62108776 A JP S62108776A JP 60249389 A JP60249389 A JP 60249389A JP 24938985 A JP24938985 A JP 24938985A JP S62108776 A JPS62108776 A JP S62108776A
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- sialon
- type
- tough
- raw material
- bending strength
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- Pending
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はサイアロンの製造方法に関するもので。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a method for manufacturing sialon.
特にα化率の低い5i3Nn原料粉末を出発原料として
機械的性質の大なる強靭性サイアロンを製造する方法に
関するものである。In particular, the present invention relates to a method for producing strong sialon with excellent mechanical properties using 5i3Nn raw material powder with a low gelatinization rate as a starting material.
サイアロン(SiAQON)は、S isN s +
A Q zOlおよびAQNのセラミックスの固溶体で
あるが、従来のサイアロンはβ型サイアロンが主流であ
り、α化率90%以上のα型Si3N4扮末を出発原料
として製造される。この場合α型からβ型への変態が行
なわれるので、これが焼結の駆動力となり1強靭なβ型
サイアロンが得られるのである。而してβ型サイアロン
の製造には、上記のように出発原料としてα型の5ii
N4粉末を必要とする。SiAQON is S isN s +
Although it is a ceramic solid solution of A Q zOl and AQN, conventional sialon is mainly β-type sialon, and is manufactured using α-type Si3N4 powder with a gelatinization rate of 90% or more as a starting material. In this case, transformation from α-type to β-type takes place, and this becomes the driving force for sintering, resulting in a tough β-sialon. Therefore, in the production of β-type sialon, α-type 5ii is used as a starting material as described above.
Requires N4 powder.
しかしながら上記のα型5iiNn粉末は、製造が非常
に困難であるという欠点が存在する。すなわちα型S
i 3 N 4の製造は、Siに直接N2ガスを反応さ
せる直接窒化法によって合成する製造方法によるのが主
流であるが、上記反応は発熱反応であり、二千数百度に
も到達し、そのまま反応を進行させると高温型のβ型5
i3Nnを形成してしまう。従って上記合成反応温度を
高精度に制御する必要があり7反応速度も緩慢に進行さ
せるために、最低100時間の反応時間を要する。この
ためα型の5i3Nn原料粉末は非常に高価であり。However, the α-type 5iiNn powder described above has the drawback that it is very difficult to manufacture. That is, α type S
The mainstream production of i3N4 is to synthesize it by a direct nitriding method in which Si is directly reacted with N2 gas, but the above reaction is an exothermic reaction, reaching temperatures of 2,000-odd degrees and leaving it as it is. As the reaction progresses, the high-temperature β-type 5
i3Nn is formed. Therefore, it is necessary to control the synthesis reaction temperature with high precision, and in order to make the reaction proceed slowly, a reaction time of at least 100 hours is required. Therefore, α-type 5i3Nn raw material powder is very expensive.
ひいてはこれによって製造されるサイアロンもまた高価
となり、実用化を阻害する主要因となっている。Furthermore, the sialon manufactured by this method also becomes expensive, which is a major factor hindering its practical use.
本発明は上記のような従来技術に存する問題点を解消し
2強靭性サイアロンを安価に製造する方法を提供するこ
とを目的とするものである。It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing 2-strong sialon at low cost by solving the problems existing in the prior art as described above.
c問題点を解決するための手段〕
上記目的達成のために1本発明においては下記のような
技術的手段を採用したのである。すなわち、α化率80
%以下のS i 3 N 4粉末を出発原料とし、金属
酸化物バインダーを添加混合して成形および焼結し、2
0%以上のα型サイアロンを含有するα+β複合サイア
ロン若しくはα単相サイアロンとする強靭性サイアロン
の製造方法である。(c) Means for Solving Problems] To achieve the above object, the present invention employs the following technical means. In other words, the alpha conversion rate is 80
% or less Si3N4 powder is used as a starting material, a metal oxide binder is added and mixed, molded and sintered, and 2
This is a method for producing strong sialon, which is α+β composite sialon or α single-phase sialon containing 0% or more α-type sialon.
出発原料としてのβ型Si3N、を焼結時にβ型からα
型に変態させることにより、焼結駆動力を得るものであ
り、これによって生成サイアロンの硬さ、破壊靭性値お
よび曲げ強度等に代表される強靭性を得ようとするもの
である。而してα化率が80%を越えるとα型粉末が多
(なるため、上記β−α変態によるα型サイアロンの生
成量が不足し、破壊靭性値および曲げ強度が低下する。β-type Si3N as a starting material is converted from β-type to α during sintering.
By transforming into a mold, a sintering driving force is obtained, and by this, the produced sialon is intended to obtain toughness represented by hardness, fracture toughness value, bending strength, etc. If the gelatinization rate exceeds 80%, there will be a large amount of α-type powder, resulting in an insufficient amount of α-sialon produced through the β-α transformation, resulting in a decrease in fracture toughness and bending strength.
従ってα化率を80%以下と限定した。Therefore, the gelatinization rate was limited to 80% or less.
次にα型サイアロンは2例えばY z O’s等のバイ
ンダーが、高温の焼結時にサイアロンの格子内に一部拡
散し、バインダー量が減少するので、硬度および曲げ強
度等を向上する。このためサイアロン粒子をバインダー
で結合した状態のβ型サイアロンと比較してα型サイア
ロンの方が強靭性において優れている。而して焼結体中
のα型サイアロンが20%未満では、破壊靭性値および
曲げ強度を著るしく低下させるので不都合である。従っ
てα型サイアロンの含有率を20%以上と限定した。Next, in α-type Sialon, a binder such as Y z O's is partially diffused into the lattice of Sialon during high-temperature sintering, and the amount of binder is reduced, thereby improving hardness, bending strength, etc. For this reason, α-type sialon is superior in toughness compared to β-type sialon in which sialon particles are bound with a binder. If the α-sialon content in the sintered body is less than 20%, it is disadvantageous because the fracture toughness value and bending strength are significantly reduced. Therefore, the content of α-sialon was limited to 20% or more.
粒径1umのS I:lN4 、 A Q NおよびY
z O3をアルコール中ボールミルで50時間混合し
、真空中にて乾燥した後、1重量%のワックスを添加混
合してプレス成形した。この成形体を1気圧の窒素ガス
中において1800℃×3時間の焼結を行なって得た結
果を表に示す。表中No、欄に○印を付したものが本発
明の製造方法によるものであり。S I with particle size 1 um: lN4, A Q N and Y
zO3 was mixed in alcohol for 50 hours in a ball mill, dried in vacuum, and then 1% by weight of wax was added and mixed, followed by press molding. This molded body was sintered at 1800° C. for 3 hours in nitrogen gas at 1 atm, and the results are shown in the table. In the table, No. and those marked with a circle in the column are manufactured by the manufacturing method of the present invention.
その他は比較例を示す。Others are comparative examples.
以下余白。Margin below.
表から明らかなように、No、1〜7は何れも原料Si
3N4中のα型存在率は50%であり、従来においては
所謂低級原料として強靭性サイアロンの製造には適さな
い原料であった。而してNo、 1〜3は破壊靭性値お
よび曲げ強度共に低い値を示している。これは焼結体中
のα型サイアロンの比率が少ないためである。すなわち
β−αへの焼結駆動力が少ないことに起因している。こ
れに対して本発明のNo、4〜7は何れも破壊靭性値お
よび曲げ強度共高い値を示している。これは焼結体中の
α型サイアロン比率が高いことに起因する。As is clear from the table, Nos. 1 to 7 are all made of raw material Si.
The α type abundance rate in 3N4 is 50%, and in the past, it was a so-called low-grade raw material that was not suitable for producing strong sialon. Nos. 1 to 3 show low values for both fracture toughness and bending strength. This is because the ratio of α-type sialon in the sintered body is small. In other words, this is due to the fact that the sintering driving force for β-α is small. On the other hand, samples Nos. 4 to 7 of the present invention all exhibit high fracture toughness and bending strength. This is due to the high α-sialon ratio in the sintered body.
次にNo、8〜13は原料5i3Na中のα型存在率が
95%のもので、従来使用されている高級材料に属する
ものであり2曲げ強度および破壊靭性値が何れも高水準
にある。Next, Nos. 8 to 13 have an α type abundance rate of 95% in the raw material 5i3Na, belong to conventionally used high-grade materials, and have high bending strength and fracture toughness values.
No、14〜18は、原料配合組成を同一として。Nos. 14 to 18 have the same raw material composition.
原料5i3N4中のα型存在率を種々変化させた場合の
ものであり9本発明のNo、 14〜17は曲げ強度お
よび破壊靭性値が高い値を示している。これに対してN
o、 18は、焼結体中のα型サイアロンが100%で
あるのに拘らず1曲げ強度および破壊靭性値が低い値を
示している。これは原料5iffr’J4中のα型が8
5%を占めてβ型の量が不足しているため、β−αへの
焼結駆動力が少ないことに起因すると推定される。These are the results when the α-type abundance ratio in the raw material 5i3N4 was varied, and Nos. 9 and 14 to 17 of the present invention have high bending strength and fracture toughness values. On the other hand, N
No. 18 shows low values for 1 bending strength and fracture toughness even though the α-sialon content in the sintered body is 100%. This means that the α type in the raw material 5iffr'J4 is 8
It is presumed that this is due to the fact that the amount of β-type is insufficient, accounting for 5%, and the driving force for sintering β-α is small.
本実施例においては、バインダーとしてY2O3を使用
した例について記述したが、Cab、MgO等他の安価
なバインダーを使用しても同様の作用を呈することは勿
論である。In this embodiment, an example was described in which Y2O3 was used as the binder, but it goes without saying that other inexpensive binders such as Cab and MgO may be used to provide the same effect.
本発明の強靭性サイアロンの製造方法は9以上記述のよ
うな構成および作用であるから、従来のような高価なα
型5iiNa原料粉末を必要とせず。Since the method for manufacturing strong sialon of the present invention has the structure and operation as described above, it does not require the conventional expensive α
Type 5iiNa raw material powder is not required.
比較的低価格のサイアロンを提供することができ。We can offer Sialon at a relatively low price.
実用化を大巾に促進する効果がある。This has the effect of greatly promoting practical application.
Claims (1)
、金属酸化物バインダーを添加混合して成形および焼結
し、20%以上のα型サイアロンを含有するα+β複合
サイアロン若しくはα単相サイアロンとすることを特徴
とする強靭性サイアロンの製造方法。Using Si_3N_4 powder with a gelatinization rate of 80% or less as a starting material, adding and mixing a metal oxide binder, molding and sintering to obtain α+β composite sialon or α single-phase sialon containing 20% or more α-type sialon. A method for producing tough sialon characterized by:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60249389A JPS62108776A (en) | 1985-11-07 | 1985-11-07 | Manufacture of tough sialon |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60249389A JPS62108776A (en) | 1985-11-07 | 1985-11-07 | Manufacture of tough sialon |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62108776A true JPS62108776A (en) | 1987-05-20 |
Family
ID=17192270
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60249389A Pending JPS62108776A (en) | 1985-11-07 | 1985-11-07 | Manufacture of tough sialon |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62108776A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20200256824A1 (en) * | 2017-11-03 | 2020-08-13 | Denso Corporation | Solid electrolyte, manufacturing method thereof, and gas sensor |
-
1985
- 1985-11-07 JP JP60249389A patent/JPS62108776A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20200256824A1 (en) * | 2017-11-03 | 2020-08-13 | Denso Corporation | Solid electrolyte, manufacturing method thereof, and gas sensor |
US11592418B2 (en) * | 2017-11-03 | 2023-02-28 | Denso Corporation | Solid electrolyte, manufacturing method thereof, and gas sensor |
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