JPS62113761A - 高強度焼結体およびその製造方法 - Google Patents
高強度焼結体およびその製造方法Info
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- JPS62113761A JPS62113761A JP60106041A JP10604185A JPS62113761A JP S62113761 A JPS62113761 A JP S62113761A JP 60106041 A JP60106041 A JP 60106041A JP 10604185 A JP10604185 A JP 10604185A JP S62113761 A JPS62113761 A JP S62113761A
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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
この発明は耐火材料、高強度材料、耐摩耗性材料等とし
て用いることのできる高強度焼結体およびその製造方法
に関するものである。
て用いることのできる高強度焼結体およびその製造方法
に関するものである。
良１匹１ｉ
従来、炭化ケイ素系の焼結体の製造に際しては、ＢやＣ
を添加して焼成温度を１９５０〜２１００℃にして焼結
を行なっていた。そのようにして製造した焼結体の強度
は５００〜７００ （ＭＰａ ）であった。
を添加して焼成温度を１９５０〜２１００℃にして焼結
を行なっていた。そのようにして製造した焼結体の強度
は５００〜７００ （ＭＰａ ）であった。
Ｕが ゛しようとする− −１
従来の炭化ケイ素系の焼結方法では、１９５０〜２１０
０℃の高温が必要である。通例、ある程麿の好特性を得
るためには約２０００℃以上の高温で焼結する必要があ
る。そのＪ：うな高温の処理を可能にするために、焼結
炉は相当大型のものにせざるをえなかった。これがコス
トアップの一因となっていた。
０℃の高温が必要である。通例、ある程麿の好特性を得
るためには約２０００℃以上の高温で焼結する必要があ
る。そのＪ：うな高温の処理を可能にするために、焼結
炉は相当大型のものにせざるをえなかった。これがコス
トアップの一因となっていた。
また、従来の炭化ケイ素系の常圧焼結方法では、珪化あ
るいはＢ、Ｃの助剤の添加による固相反応であり、欠陥
が生じやすく、強度の点でバラツキが発生しやすかった
。
るいはＢ、Ｃの助剤の添加による固相反応であり、欠陥
が生じやすく、強度の点でバラツキが発生しやすかった
。
１１匹ｌ肛
この発明は、前述のような従来技術の欠点を解消して、
高靭性で高強度の焼結体およびその製造方法を提供する
ことを目的としている。
高靭性で高強度の焼結体およびその製造方法を提供する
ことを目的としている。
発」レプ１」１
したがって、この目的を達成するために、第１発明は、
Ｓｉ ０５０〜９７部と、ＡＱ Ｎ。
Ｓｉ ０５０〜９７部と、ＡＱ Ｎ。
ＴｉＮ等の窒化物１〜１０部と、Ｃ１〜１０部と、Ａｌ
２Ｏ３１〜３０部を成形焼成してなる高強度焼結体を要
旨としている。
２Ｏ３１〜３０部を成形焼成してなる高強度焼結体を要
旨としている。
また、第２の発明は５ｉＣ５０〜９７部と、ＡＱ Ｎ、
Ｔｉ Ｎ等の窒化物１〜１０部からなる系に、添加剤と
してＣ１〜１０部とＡ９２０３１〜３０部を加えて、１
７００〜２０５０℃の範囲内の温度でアルゴンなどの不
活性ガス巾で焼結づることを特徴とする高強度焼結体の
’ＨＭ方法を要旨としている。
Ｔｉ Ｎ等の窒化物１〜１０部からなる系に、添加剤と
してＣ１〜１０部とＡ９２０３１〜３０部を加えて、１
７００〜２０５０℃の範囲内の温度でアルゴンなどの不
活性ガス巾で焼結づることを特徴とする高強度焼結体の
’ＨＭ方法を要旨としている。
固１点を解決するための一
本発明の好ましい態様にあっては、炭化ケイ素をＡ Ｑ
２０３−△！２ Ｎ−Ｃ系の焼結助剤で常圧焼結させ、
高靭性で強度の自焼結炭化ケイ素をつくる。その場合、
５ｉＣ−△ＱＮは全律固溶する。したがって５ｉＣ−△
Ｑ２０３−ＡＱ Ｎ−Ｃ系では炭化ケイ素は自焼結する
。
２０３−△！２ Ｎ−Ｃ系の焼結助剤で常圧焼結させ、
高靭性で強度の自焼結炭化ケイ素をつくる。その場合、
５ｉＣ−△ＱＮは全律固溶する。したがって５ｉＣ−△
Ｑ２０３−ＡＱ Ｎ−Ｃ系では炭化ケイ素は自焼結する
。
この系にあっては液相焼結であり、そのため、固相焼結
のものに比べて均一な焼結組織を作り易い。
のものに比べて均一な焼結組織を作り易い。
また、Ａ Ｑ２０３を添加しているので、ＡＲｚ○３の
一部がＣにより還元され、活性なＡＱが生成し、他の酸
化物の不純物が焼結炭化ケイ素の粒界にα−Ａ Ｑ２０
３として存在する。
一部がＣにより還元され、活性なＡＱが生成し、他の酸
化物の不純物が焼結炭化ケイ素の粒界にα−Ａ Ｑ２０
３として存在する。
炭化ケイ素と、炭化ケイ素焼結組織に存在するＡ ９２
０３との熱膨張の差によって焼結体の歪みを除く作用を
する。このため焼結体の強度が９００ＭＰａにも達する
。また、ワイブル係数は１５であり、きわめて信頼性が
高くなる。
０３との熱膨張の差によって焼結体の歪みを除く作用を
する。このため焼結体の強度が９００ＭＰａにも達する
。また、ワイブル係数は１５であり、きわめて信頼性が
高くなる。
このようなことを勘案して、この発明にあっては、組成
を次のとおり限定した。すなわち、Ｓｉ ０５０〜９７
部と、Ａ！ｌ Ｎ、 Ｔｉ Ｎなどの窒化物１〜１０部
と、Ｃ１〜１０部と、ＡＱｚＯ３’１〜３０部にしたの
である。
を次のとおり限定した。すなわち、Ｓｉ ０５０〜９７
部と、Ａ！ｌ Ｎ、 Ｔｉ Ｎなどの窒化物１〜１０部
と、Ｃ１〜１０部と、ＡＱｚＯ３’１〜３０部にしたの
である。
組成をそのように限定した理由を以下詳細に説明する。
ＡＱ Ｎ、Ｔｉ Ｎなどの窒化物は、１部より小だと焼
結助剤としての十分な効果が得られず、１０部より大だ
と強度が著しく低下する。
結助剤としての十分な効果が得られず、１０部より大だ
と強度が著しく低下する。
Ｃは、１部より小だと焼結助剤として添加した窒化物が
焼結助剤として作用しなくなって強度の低下を沼き、１
０部より大だと焼結体としての耐酸化性が悪化し、強度
も低下する。
焼結助剤として作用しなくなって強度の低下を沼き、１
０部より大だと焼結体としての耐酸化性が悪化し、強度
も低下する。
ＡＱ ２０３は１部より小だと強度の向上が認められず
、３０部より大だと熱間における強度の低下が著しくな
る。
、３０部より大だと熱間における強度の低下が著しくな
る。
支１九
平均粒径の１μの炭化ケイ素粉末をボットミルで水を含
まないアセトンを使用して平均粒径０．５μに粉砕した
。これを常温で空気にさらし、炭化ケイ素の粒子表面を
一部酸化させた。そのように一部酸化された炭化ケイ素
粉末に表１に示すように秤々の割合で△Ｑ２０３、Ｃお
よびＡＱ Ｎを配合し、フェノールレジンを粘結剤とし
て角柱状に成形し、アルゴン雰囲気下で表１に示す種々
の温度で常圧焼結を行なって、理論密度に対し９８〜８
０％の緻密体を得た。これらのものの２０℃における曲
げ強さは表１に示す通りであった。
まないアセトンを使用して平均粒径０．５μに粉砕した
。これを常温で空気にさらし、炭化ケイ素の粒子表面を
一部酸化させた。そのように一部酸化された炭化ケイ素
粉末に表１に示すように秤々の割合で△Ｑ２０３、Ｃお
よびＡＱ Ｎを配合し、フェノールレジンを粘結剤とし
て角柱状に成形し、アルゴン雰囲気下で表１に示す種々
の温度で常圧焼結を行なって、理論密度に対し９８〜８
０％の緻密体を得た。これらのものの２０℃における曲
げ強さは表１に示す通りであった。
表１は、本発明によるＳｉ Ｃ−Ａｌ１２０３−Ｃ−Ａ
Ｑ Ｎ系の実施例だけでなく、本発明に属さない比較例
も示している。比較例はとくに明記してないかぎり本発
明の実施例と同一の条件で製造した。
Ｑ Ｎ系の実施例だけでなく、本発明に属さない比較例
も示している。比較例はとくに明記してないかぎり本発
明の実施例と同一の条件で製造した。
表１からも明らかなように、焼結温度が約１７００〜２
０５０℃の範囲でのみ７００〜９００ＭＰａの高強度が
得られた。たとえば、表１において７９Ｓｉ Ｃ・１５
Ａｌ２Ｏ３・４Ｃ・２．Ｉ Ｎの実施例では１８００℃
の焼結により９００ＭＰａの強度が得られた。これに反
し、比較例では、前記実施例と全く同一の組成であって
も、２１００℃での焼結晶は４００ＭＰａの強度しか得
られなかった。
０５０℃の範囲でのみ７００〜９００ＭＰａの高強度が
得られた。たとえば、表１において７９Ｓｉ Ｃ・１５
Ａｌ２Ｏ３・４Ｃ・２．Ｉ Ｎの実施例では１８００℃
の焼結により９００ＭＰａの強度が得られた。これに反
し、比較例では、前記実施例と全く同一の組成であって
も、２１００℃での焼結晶は４００ＭＰａの強度しか得
られなかった。
また、Ａ ＋！２０３の添加されていない９４ＳｉＣ・
４Ｃ・２Ａｆｌ Ｎの比較例について述べると、２１０
０℃での焼結晶は５５０ＭＰａの強度が（ｑられたが、
これＪ：り低い焼結温度（１８００°Ｃ）では２００Ｍ
Ｐａと極端に低い強度になった。
４Ｃ・２Ａｆｌ Ｎの比較例について述べると、２１０
０℃での焼結晶は５５０ＭＰａの強度が（ｑられたが、
これＪ：り低い焼結温度（１８００°Ｃ）では２００Ｍ
Ｐａと極端に低い強度になった。
以上の説明からも明らかなにうに、本発明によれば、従
来のものに比較して高強度の焼結体が得られる。とくに
最適の条件にすれば、９００Ｍ Ｐａの高強度のものが
得られる。
来のものに比較して高強度の焼結体が得られる。とくに
最適の条件にすれば、９００Ｍ Ｐａの高強度のものが
得られる。
本発明による高強度焼結体は、金属伸線用ダイスや廃ガ
ス用熱交換器などに適している。
ス用熱交換器などに適している。
また、従来の炭化ケイ素系の焼結温度は１９５０〜２１
００’Ｃであるが、それと比較して、本発明の方法にあ
っては、焼結温度が１７００℃〜２０５０℃であり、全
体的にみて比較的低温で焼結できる。とくに従来は実際
上全く不可能とされていた１９００℃以下の温度でも所
望の焼結が実施できるようになった。
００’Ｃであるが、それと比較して、本発明の方法にあ
っては、焼結温度が１７００℃〜２０５０℃であり、全
体的にみて比較的低温で焼結できる。とくに従来は実際
上全く不可能とされていた１９００℃以下の温度でも所
望の焼結が実施できるようになった。
表１
組 成 強 度 焼
成温度９４Ｓｉ Ｃ・４Ｃ・２ＡＱ Ｎ ２２０
１８００手続？１曾１正書 昭和６１年ｑ月３１日
成温度９４Ｓｉ Ｃ・４Ｃ・２ＡＱ Ｎ ２２０
１８００手続？１曾１正書 昭和６１年ｑ月３１日
Claims (2)
- （１）ＳｉＣ５０〜９７部と、ＡｌＮ、ＴｉＮ等の窒化
物１〜１０部と、Ｃ１〜１０部と、Ａｌ＿２Ｏ＿３１〜
３０部を成形焼成してなる高強度焼結体。 - （２）ＳｉＣ５０〜９７部と、ＡｌＮ、ＴｉＮ等の窒化
物１〜１０部からなる系に、添加剤としてＣ１〜１０部
とＡｌ＿２Ｏ＿３１〜３０部を加えて、１７００〜２０
５０℃の範囲内の温度でアルゴンなどの不活性ガス巾で
焼結することを特徴とする高強度焼結体の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60106041A JPS62113761A (ja) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | 高強度焼結体およびその製造方法 |
| GB8609069A GB2177421B (en) | 1985-05-20 | 1986-04-14 | Sintered body of silicon carbide and method for manufacturing the same |
| FR8606611A FR2581986B1 (fr) | 1985-05-20 | 1986-05-07 | Corps fritte en carbure de silicium, procede pour le fabriquer et ceramique industrielle qui en est constituee |
| DE19863615861 DE3615861A1 (de) | 1985-05-20 | 1986-05-10 | Sinterkoerper auf basis des siliciumcarbid und verfahren zu seiner herstellung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60106041A JPS62113761A (ja) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | 高強度焼結体およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62113761A true JPS62113761A (ja) | 1987-05-25 |
Family
ID=14423550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60106041A Pending JPS62113761A (ja) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | 高強度焼結体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62113761A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5680013A (en) * | 1994-03-15 | 1997-10-21 | Applied Materials, Inc. | Ceramic protection for heated metal surfaces of plasma processing chamber exposed to chemically aggressive gaseous environment therein and method of protecting such heated metal surfaces |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS553396A (en) * | 1978-06-15 | 1980-01-11 | Carborundum Co | Silicon carbideealuminum nitride sintered product and its manugacture |
| JPS5930672A (ja) * | 1982-08-10 | 1984-02-18 | Noritake Co Ltd | 組合せ研削砥石 |
| JPS6054978A (ja) * | 1983-09-06 | 1985-03-29 | 住友電気工業株式会社 | 非鉄金属および非鉄合金用塑性加工工具 |
-
1985
- 1985-05-20 JP JP60106041A patent/JPS62113761A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS553396A (en) * | 1978-06-15 | 1980-01-11 | Carborundum Co | Silicon carbideealuminum nitride sintered product and its manugacture |
| JPS5930672A (ja) * | 1982-08-10 | 1984-02-18 | Noritake Co Ltd | 組合せ研削砥石 |
| JPS6054978A (ja) * | 1983-09-06 | 1985-03-29 | 住友電気工業株式会社 | 非鉄金属および非鉄合金用塑性加工工具 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5680013A (en) * | 1994-03-15 | 1997-10-21 | Applied Materials, Inc. | Ceramic protection for heated metal surfaces of plasma processing chamber exposed to chemically aggressive gaseous environment therein and method of protecting such heated metal surfaces |
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