JPS62143874A - Manufacture of non-oxide sintered body - Google Patents

Manufacture of non-oxide sintered body

Info

Publication number
JPS62143874A
JPS62143874A JP60286092A JP28609285A JPS62143874A JP S62143874 A JPS62143874 A JP S62143874A JP 60286092 A JP60286092 A JP 60286092A JP 28609285 A JP28609285 A JP 28609285A JP S62143874 A JPS62143874 A JP S62143874A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sintered body
length
niobium
oxide sintered
oxide
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.)
Pending
Application number
JP60286092A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
隆博 和田
成司 安達
三原 敏弘
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial 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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP60286092A priority Critical patent/JPS62143874A/en
Publication of JPS62143874A publication Critical patent/JPS62143874A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • 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。
(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、超硬工具や高温構造材どして用いられる非酸
化物焼結体の製造方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a method for manufacturing a non-oxide sintered body used as a cemented carbide tool or a high-temperature structural material.

()を来の技術 従来、非酸化物焼結体は、金属まt2=はその酸化物に
非金属元素粉末または固形の非金属元素を混合し、高温
で反応させることによって合成した非酸化物を、十分に
粉砕したあと、高温高圧下で焼結させることによって製
造していた。この方法は、製造工程が長(複雑であるた
め不純物が混入しやす(、シかもエネルギー消費が非常
に大きい。このような問題点を解決するために、、元素
の混合粉末から直接非酸化物焼結体を製造する方法が提
案されている。(例えば、ビー ディー ザピツァノス
 アンド ジェイ アール モリス。
Conventionally, non-oxide sintered bodies are made by mixing metal oxides with non-metal element powder or solid non-metal elements and reacting them at high temperatures. It was produced by thoroughly pulverizing and sintering it under high temperature and pressure. This method requires a long (complicated) manufacturing process, is prone to contamination with impurities, and consumes a large amount of energy. Methods for producing sintered bodies have been proposed (e.g., B.D. Zapitsanos and J.R. Morris).

ジュニア セラミック エンジニアリング ソサエティ
ー。プロシーディング(P、口、 Zavitsano
sand J、 R,Morris、 Jr、 、 C
eram、 Eng、 Sci、 l’r。
Junior Ceramic Engineering Society. Proceedings (P, mouth, Zavitsano
sand J, R, Morris, Jr, , C
eram, Eng, Sci, l'r.

c、)、4.[7−81、G24 (1983))、こ
の方法は、金属と非金属元素(炭素やホウ素)の粉末を
十分に混合した後、成形し、加圧下で成形体の一部に着
火して反応を開始させ、非酸化物の合成と焼結体の作成
を同時に行うものである(加圧自己燃焼焼結法と言われ
ている)。
c, ), 4. [7-81, G24 (1983)), this method involves thoroughly mixing powders of metal and nonmetallic elements (carbon and boron), molding them, and igniting a part of the molded product under pressure to cause a reaction. This is a method in which the synthesis of non-oxides and the creation of a sintered body are performed simultaneously (referred to as a pressurized self-combustion sintering method).

発明が解決しようとする間;吊点 このような方法で作成した焼結体は、作製に3GPaと
いう超高圧力が必要なうえに、相対密度(焼結体の密度
/理論密度)が95%以下と低(、さらに従来の方法で
作成した焼結体に比較して硬度等の機械的性質が若干低
かった。くワイ ミャモl−、エム コイズミ アンド
 オー ヤマダ。
While the invention is trying to solve the problem: Suspension point The sintered body created by this method requires an ultra-high pressure of 3 GPa, and the relative density (density of the sintered body/theoretical density) is 95%. Furthermore, mechanical properties such as hardness were slightly lower than sintered bodies made by conventional methods.

ジャーナル オブ アメリカン セラミック ソサエテ
ィー (Y、 Miyamoto、 M、 Koizu
mi and O,Yamada、 J、 Am、 C
eram、Soc、 ) 、 67、 No、11. 
C−224問題点を解決するための手段 本発明の特徴は、加圧自己燃焼焼結法によって非酸化物
焼結体を作成する際に、金属原料として線状の金属を用
いることにある。
Journal of the American Ceramic Society (Y, Miyamoto, M, Koizu
mi and O, Yamada, J, Am, C
eram, Soc, ), 67, No, 11.
Means for Solving the Problems of C-224 The feature of the present invention is that a linear metal is used as a metal raw material when producing a non-oxide sintered body by a pressure self-combustion sintering method.

作用 本発明によれば、加圧自己燃焼焼結法によって高密度の
焼結体が容易に得られるので、従来の非酸化物の粉末を
用いて作成した焼結体と同様、あるいはそれ以上の機械
的強度を有する非酸化物焼結体を、きわめて省エネルギ
ーで作成することができる。
According to the present invention, a high-density sintered body can be easily obtained by the pressurized self-combustion sintering method, so the sintered body is similar to or even higher than that of a conventional sintered body made using non-oxide powder. A non-oxide sintered body having mechanical strength can be produced with extremely low energy consumption.

実施例 実施例1 出発原料として線径25μm1長さ0.2mmの線状の
ニオブと粒径0.1μm以下のカーボンブラックを用い
、両者を1:1のモル比で秤取し、ヘキサン中で湿式混
合、真空乾燥機で乾燥後、直径10mm 、高さ10m
mの柱状にプレス成形した。この成形体を、炭化ケイ米
製の型材を用いた一軸加圧真空ホットプレスを用いて加
圧自己燃焼焼結を行った。成形体への着火は、タングス
テンフィラメントに通電することによって行った。試料
を500℃・真空(10−’mm!Ig)雰囲気・O,
1GPaの圧力条件下で、着火用ヒーターに通電して反
応を開始させた。
Examples Example 1 Using linear niobium with a wire diameter of 25 μm and a length of 0.2 mm and carbon black with a particle size of 0.1 μm or less as starting materials, both were weighed out at a molar ratio of 1:1, and dissolved in hexane. After wet mixing and drying in a vacuum dryer, the diameter is 10 mm and the height is 10 m.
It was press-molded into a columnar shape of m. This molded body was subjected to pressure self-combustion sintering using a uniaxial pressure vacuum hot press using a mold made of silicon carbide rice. The molded body was ignited by energizing the tungsten filament. The sample was placed at 500℃, vacuum (10-'mm!Ig) atmosphere, O,
Under a pressure condition of 1 GPa, the ignition heater was energized to start the reaction.

得られた焼結体をX線回折を用いて同定したところ炭化
ニオブの回折線しか見られなかった。またこの焼結体の
相対密度は、98.7L?6であった。焼結体組織は均
一な細長い粒からなっていて、長いほうの軸の長さが約
100μm1短いほうの軸の長さが約30μmであった
。短いほうの軸の長さが、出発原料のニオブの線径と比
較してほぼ同程度の大きさであった。
When the obtained sintered body was identified using X-ray diffraction, only the diffraction line of niobium carbide was observed. Also, the relative density of this sintered body is 98.7L? It was 6. The structure of the sintered body consisted of uniform elongated grains, and the length of the longer axis was about 100 μm and the length of the shorter axis was about 30 μm. The length of the shorter shaft was approximately the same size as the wire diameter of the niobium starting material.

試料のビッカース硬度は、荷重500gで22 GN/
イであった。この値は、従来の方法で作成された焼結体
の硬度と変わらない値であった。
The Vickers hardness of the sample is 22 GN/ at a load of 500g.
It was a. This value was the same as the hardness of a sintered body produced by a conventional method.

実施例2 出発原料として線径25μ■、長さ0.2mmの線状の
ニオブ・チタン合金と粒径0.1μm以下のカーボンブ
ラックを用い、両者を1:1のモル比で秤取し、それを
実施例1と同様の条件で成形体を作製した。この成形体
を、炭化ケイ米製の型材を用いた一軸加圧真空ポットプ
レスを用いて加圧自己燃焼焼結を行った。成形体への着
火は、タングステンフィラメントに通電することによっ
て行った。
Example 2 A linear niobium-titanium alloy with a wire diameter of 25 μm and a length of 0.2 mm and carbon black with a particle size of 0.1 μm or less were used as starting materials, and both were weighed out at a molar ratio of 1:1. A molded article was produced under the same conditions as in Example 1. This molded body was subjected to pressure self-combustion sintering using a uniaxial pressure vacuum pot press using a mold made of silicon carbide rice. The molded body was ignited by energizing the tungsten filament.

試料を300°C・真空(10−’a++nl1g)雰
囲気・O,1GPaの圧力条件下で、着火用ヒーターに
通電して反応を開始させた。
The sample was placed under the conditions of 300°C, vacuum (10-'a++nl1g) atmosphere, and pressure of O, 1GPa, and the ignition heater was energized to start the reaction.

得られた焼結体をX線回折を用いて同定したところ炭化
ニオブと炭化チタンの回折線しが見られなかった。また
、この粉末X L9図形のピーク位置のシフトから炭化
ニオブ及び炭化チタンには、それぞれが互いにかなり固
溶していることが確認出来た。
When the obtained sintered body was identified using X-ray diffraction, no diffraction lines of niobium carbide and titanium carbide were observed. Furthermore, from the shift in the peak position of this powder XL9 pattern, it was confirmed that niobium carbide and titanium carbide were each significantly dissolved in solid solution with each other.

またこの焼結体の相対密度は、99.2%であった。焼
結体組織は細長い粒からなっており、長いほうの軸の長
さが80μm1短いほうの軸の長さが10μmであった
。この短いほうの軸の長さは、出発j≦11であるニオ
ブ・チタン合金の線径と比較してかなり小さかった。
Moreover, the relative density of this sintered body was 99.2%. The structure of the sintered body consisted of elongated grains, with the length of the longer axis being 80 μm and the length of the shorter axis being 10 μm. The length of this shorter axis was quite small compared to the wire diameter of the starting niobium-titanium alloy with j≦11.

試料のビッカース硬度は、荷重500gで20 ON/
iであった。
The Vickers hardness of the sample is 20 ON/ under a load of 500g.
It was i.

実施例3 モ/を比で2・1の35μInの線径の線状のモ?ノブ
デンと実施例1と同様のノJ−ボンブラックを用いて実
施例1と同様の方法で炭化モリブデンの焼結体を作成し
た。但し、アルゴン雰囲気下で、1200℃に加熱した
後、真空状態(1o−3)1目n11g>にしで4火し
た。また、加圧力は、0.01G Paであった。
Example 3 A linear mole having a wire diameter of 35 μIn with a ratio of mo/2.1. A sintered body of molybdenum carbide was prepared in the same manner as in Example 1 using Nobdenum and the same NoJ-bon black as in Example 1. However, after heating to 1200° C. under an argon atmosphere, the mixture was heated in a vacuum state (1o-3) for 4 times. Further, the pressurizing force was 0.01 G Pa.

得られた焼結体をX線回折を用いて同定したところ炭化
モリブデンの回折線しか見られながった。またこの焼結
体の相対密度は、98%であった。焼結体組織は実施例
1や2と同様に細長い粒からなっていた。そして、長い
ほうの軸の長さが150μmで、短いほうの軸の長さが
30μmであり、出発原料のモリブデンの線径と比較し
て同程度であった。
When the obtained sintered body was identified using X-ray diffraction, only the diffraction line of molybdenum carbide was observed. Moreover, the relative density of this sintered body was 98%. The structure of the sintered body was composed of elongated grains as in Examples 1 and 2. The length of the longer axis was 150 μm, and the length of the shorter axis was 30 μm, which were about the same as the wire diameter of the starting material molybdenum.

試料のビッカース硬度は、荷重500gで14 ON、
10rであった。
The Vickers hardness of the sample is 14 ON at a load of 500g.
It was 10r.

実施例4 モル比で1 : 0.2 : 0.8の実施例1と同様
の線状のニオブとパン系のカーボンファイバー−(径1
7μm1長さ二〇、2mm)それに実施例1と同様のカ
ーボンブラックを用いて実施例1と同様の方法で炭化ニ
オブの焼結体を作成した。但し、アルゴン雰囲気下で、
700℃に加熱した後、真空状B(10−3m m I
t g )、0.IGPaの加圧下で着火した。
Example 4 Linear niobium and pan-based carbon fibers (diameter 1
A sintered body of niobium carbide (7 μm, length 20.2 mm) and the same carbon black as in Example 1 was prepared in the same manner as in Example 1. However, under an argon atmosphere,
After heating to 700°C, vacuum B (10-3 m m I
t g ), 0. It ignited under pressure of IGPa.

得られた焼結体をX線回折を用いて同定したところ炭化
ニオブの回折線しか見られなかった。またこの焼結体の
相対密度は、99%であった。焼結体組織は実施例1と
同様に細長い粒からなっていた。そして、この粒の長い
ほうの軸の長さ1100I1で、短いほうの軸の長さが
30μm口であり、短いほうの軸の長さが出発原料のニ
オブの線径と比較して同程度であった。
When the obtained sintered body was identified using X-ray diffraction, only the diffraction line of niobium carbide was observed. Further, the relative density of this sintered body was 99%. The structure of the sintered body was composed of elongated grains as in Example 1. The length of the longer axis of this grain is 1100I1, and the length of the shorter axis is 30μm, and the length of the shorter axis is about the same as the wire diameter of the starting material niobium. there were.

試料のビッカース硬度は、荷重500gで25 GN/
n(であった。
The Vickers hardness of the sample is 25 GN/ at a load of 500 g.
n(was.

実施例5 モル比で1:1:2の線状のチタン(直径:l。Example 5 Linear titanium (diameter: l) in a molar ratio of 1:1:2.

0μm1長さ:0.1mm)と粒径が40μm以下のチ
タン粉末、粒径が0.1μm以下のカーボンブラックを
用いて実施例1と同様の方法で炭化チタンの焼結体を作
成した。但し、アルゴン雰囲気下で、5oo℃まで加熱
したあと、真空状態(10−3mmHg)、0. I 
GPaの加圧下で着火した。
A sintered body of titanium carbide was prepared in the same manner as in Example 1 using titanium powder having a particle size of 0 μm (1 length: 0.1 mm) and a particle size of 40 μm or less, and carbon black having a particle size of 0.1 μm or less. However, after heating to 500°C in an argon atmosphere, the heating was performed in a vacuum state (10-3 mmHg) at 0.05°C. I
It ignited under pressure of GPa.

得られた焼結体をX線回折を用いて同定したところ炭化
チタンの回折線しが見られなかった。またこの焼結体の
相対密度は、99%であった。焼結体組織は実施例1と
異なり、等方的な粒と細長い粒から成り立っていた。そ
して、等方的な粒の粒径が杓30μmであり、細長い粒
の長いほうの軸の長さ100μmで、短いほうの軸の長
さが50μmであった。
When the obtained sintered body was identified using X-ray diffraction, no diffraction lines of titanium carbide were observed. Further, the relative density of this sintered body was 99%. The structure of the sintered body was different from Example 1 and consisted of isotropic grains and elongated grains. The particle diameter of the isotropic grains was 30 μm, the length of the long axis of the elongated grains was 100 μm, and the length of the short axis was 50 μm.

試料のビッカース硬度は、荷重500gで28 GN/
/であった。
The Vickers hardness of the sample is 28 GN/ under a load of 500g.
/Met.

実施例6 モル比で1:2の実施例1と同様の線状のニオブと粒径
が0.1μm以下のアモルファスボロンを用いて実施例
1と同様の方法でホウ化ニオブの焼結体を作成した。但
し、アルゴン雰囲気下で、200℃に加熱した後、その
温度で、真空状態(10−3+nmt1g)にして、0
.IG Paの加圧下で着火した。
Example 6 A sintered body of niobium boride was produced in the same manner as in Example 1 using the same linear niobium as in Example 1 and amorphous boron with a particle size of 0.1 μm or less in a molar ratio of 1:2. Created. However, after heating to 200°C in an argon atmosphere, at that temperature, in a vacuum state (10-3 + nmt 1g), 0
.. It ignited under pressure of IG Pa.

得られた焼結体をX線回折を用いて同定したところホウ
化ニオブの回折線しか見られなかった。
When the obtained sintered body was identified using X-ray diffraction, only the diffraction line of niobium boride was observed.

またこの焼結体の相対密度は、98%であった。焼結体
組織は実施例1と同様に細長い粒がらなっていた。そし
て、この粒の長いほうの軸の長さ70μm口で、短いほ
うの軸の長さが10μmであり、短いほうの軸の長さが
出発原料のニオブの線径と比較してかなり小さかった。
Moreover, the relative density of this sintered body was 98%. The structure of the sintered body was composed of elongated grains as in Example 1. The length of the long axis of these grains was 70 μm, and the length of the short axis was 10 μm, which was considerably smaller than the wire diameter of the starting material niobium. .

試料のビッツノース硬度は、荷m:500gで24 O
N/nfであった。
The bitsnose hardness of the sample is 24 O at load m: 500 g.
It was N/nf.

実施例7 モル比で1・14の線状のチタン(直径:1.00μ+
n、長さ 0.1mm>と粒径が40μm以下のチタン
粉末、粒径が0.1μm以下のアモルファスボロンを用
いて実施例1と同様の方法でホウ化チタンの焼結体を作
成した。但し、室温、真空状態(10−”mm It 
g )、O,1,GPaの加圧下で着火した。
Example 7 Linear titanium with a molar ratio of 1.14 (diameter: 1.00μ+
A sintered body of titanium boride was prepared in the same manner as in Example 1 using titanium powder with a particle size of 40 μm or less and amorphous boron with a particle size of 0.1 μm or less. However, room temperature, vacuum condition (10-”mm It
g), ignited under pressure of O, 1, GPa.

得られた焼結体をX線回折を用いて同定したところホウ
化チタンの回折線しか見られなかった。
When the obtained sintered body was identified using X-ray diffraction, only the diffraction line of titanium boride was observed.

またこの焼結体の相対密度は、98%であった。焼結体
組織は実施例1と屑なり、等方的な粒と細長い粒から成
り立っていた。そして、等方的な粒の粒径が約8μ]1
1てあり、細長い粒の長いほうの軸の長さ40μinで
、短いほうの軸の長さが5μm■てあっlこ 。
Moreover, the relative density of this sintered body was 98%. The structure of the sintered body was similar to that of Example 1, and consisted of isotropic grains and elongated grains. And the particle size of the isotropic grain is about 8μ]1
1, the length of the long axis of the elongated grain is 40 μin, and the length of the short axis is 5 μm.

試料のビッツノース硬度は、荷重500gで27 GN
/n?であった。
The bitsnorth hardness of the sample is 27 GN at a load of 500g.
/n? Met.

発明の効果 本発明の製造方法によれば、線状の金属と非酸化物元素
からなる混合物の成形体に圧力をかけた状態で、その成
形体の一部を強熱点火して燃焼反応を起こさせるだけて
非酸化物焼結体が作製できる。従って、本発明の製造方
法によれば、従来の非酸化物粉末を用いた製造方法に比
較してはるかに低温のプロセスで、つまり、きわめて小
さなエネルギーで非酸化物焼結体が作製できる。しかも
、得られた焼結体は、従来の製造方法によって作製した
焼結体と全(変わらないかそれ以上の特性を有している
Effects of the Invention According to the manufacturing method of the present invention, while pressure is applied to a molded body of a mixture of a linear metal and a non-oxide element, a part of the molded body is ignited under high heat to cause a combustion reaction. A non-oxide sintered body can be produced by simply allowing it to rise. Therefore, according to the production method of the present invention, a non-oxide sintered body can be produced with a much lower temperature process, that is, with extremely less energy, compared to the conventional production method using non-oxide powder. Moreover, the obtained sintered body has properties that are the same or better than those of the sintered body produced by the conventional manufacturing method.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)線状の金属と非金属元素とからなる成形体に、加
圧条件下で点火して燃焼過程を開始させ、その燃焼過程
の結果発生する熱によって前記金属と非金属元素との反
応及び生成した非酸化物の焼結を進行させる非酸化物焼
結体の製造方法。
(1) A compact made of a linear metal and a nonmetallic element is ignited under pressure to start a combustion process, and the heat generated as a result of the combustion process causes a reaction between the metal and the nonmetallic element. and a method for producing a non-oxide sintered body, which proceeds with sintering of the generated non-oxide.
(2)線状の金属と非金属元素とからなる成形体を加圧
・加熱した条件下で燃焼過程を開始させることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の非酸化物焼結体の製造
方法。
(2) A non-oxide sintered body according to claim 1, characterized in that the combustion process is started under conditions in which a molded body made of a linear metal and a nonmetallic element is pressurized and heated. manufacturing method.
JP60286092A 1985-12-19 1985-12-19 Manufacture of non-oxide sintered body Pending JPS62143874A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60286092A JPS62143874A (en) 1985-12-19 1985-12-19 Manufacture of non-oxide sintered body

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60286092A JPS62143874A (en) 1985-12-19 1985-12-19 Manufacture of non-oxide sintered body

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS62143874A true JPS62143874A (en) 1987-06-27

Family

ID=17699833

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60286092A Pending JPS62143874A (en) 1985-12-19 1985-12-19 Manufacture of non-oxide sintered body

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS62143874A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS62143874A (en) Manufacture of non-oxide sintered body
JP2614875B2 (en) Manufacturing method of high temperature corrosion resistant sintered material
JPS62148374A (en) Manufacture of non-oxide sintered body
JPS62143875A (en) Manufacture of non-oxide sintered body
JPH0633177B2 (en) Method for producing non-oxide sintered body
JPS62143876A (en) Manufacture of non-oxide sintered body
JPH01145380A (en) Production of silicon nitride sintered form
JPS62132770A (en) Manufacture of carbide sintered body
JPS62275067A (en) Manufacture of silicon nitride sintered body
JPH03290370A (en) Production of sintered silicon nitride having high toughness
JPH0687664A (en) Production of silicon nitride sintered compact
JPS61141671A (en) Manufacture of sialon sintered body
KR930004555B1 (en) Al2o3 composite ceramic articles and methods of making same
JP2695070B2 (en) Method for producing silicon nitride-silicon carbide composite sintered body
JPS63117966A (en) Manufacture of boron nitride base sintered body
JPS61117162A (en) Antiabrasive material
JPS6395155A (en) Composite sintered body comprising carbide and oxide
JPS62288166A (en) Manufacture of tungsten carbide-oxide composite sintered body
JPS6110069A (en) High strength minute silicon nitride sintered body and manufacture
JPH0568428B2 (en)
JPS60186470A (en) Manufacture of silicon nitride sintered body
JPS6389457A (en) Manufacture of composite sintered body comprising carbon and composite oxide
JP2003073167A (en) METHOD OF MANUFACTURING Si3N4-SiC SINTERED COMPACT
JPS61146754A (en) Manufacture of composite ceramics
JPH01215758A (en) Production of silicon carbide sintered form