JPS62153170A - 窒化ケイ素セラミツクス焼結体およびその製造方法 - Google Patents
窒化ケイ素セラミツクス焼結体およびその製造方法Info
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- JPS62153170A JPS62153170A JP60290719A JP29071985A JPS62153170A JP S62153170 A JPS62153170 A JP S62153170A JP 60290719 A JP60290719 A JP 60290719A JP 29071985 A JP29071985 A JP 29071985A JP S62153170 A JPS62153170 A JP S62153170A
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- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
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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】
［発明の技術分野］
本発明は高温強度の優れた窒化ケイ素セラミックス焼結
体およびその製）聞方法に関する。
体およびその製）聞方法に関する。
［発明の技術的背景とその問題点］
窒化ケイ素を主成分と”するセラミックス゛ハ２結体は
１９００’Ｃまでの優れた耐熱性を有し、かつ低い熱膨
服係数のため、耐熱衝撃抵抗性も優れている等の諸特性
をもつことからガスタービン層、ノズル等を始め各種の
高強１宴耐熱部品に応用か試みられている。また金属へ
の耐食性がよいことから溶融金属の耐溶材利としての応
用面も実用化されている。
１９００’Ｃまでの優れた耐熱性を有し、かつ低い熱膨
服係数のため、耐熱衝撃抵抗性も優れている等の諸特性
をもつことからガスタービン層、ノズル等を始め各種の
高強１宴耐熱部品に応用か試みられている。また金属へ
の耐食性がよいことから溶融金属の耐溶材利としての応
用面も実用化されている。
従来よりこの窒化ケイ素しラミックス焼結体の・Ｎ”を
結組成としては窒化ケイ素−酸化イットリウムー酸化ア
ルミニウムー窒化アルミニウム系Ａｂざらにジルコニウ
ム、マグネシウムまたはヂタニウムの正化物を添加した
系か採用されているが、常圧にａ舛プる焼結性および高
温における機械的強度について未だ改善の余地が残され
ていた。
結組成としては窒化ケイ素−酸化イットリウムー酸化ア
ルミニウムー窒化アルミニウム系Ａｂざらにジルコニウ
ム、マグネシウムまたはヂタニウムの正化物を添加した
系か採用されているが、常圧にａ舛プる焼結性および高
温における機械的強度について未だ改善の余地が残され
ていた。
［発明の目的］
本発明者らは焼結助剤として従来用いられている酸化イ
ツトリウムにかえて他の希土類元素の酸化物を用いたと
ころ、得られる焼結体は高温域での強度低下が特に少な
く、酸化物によっては常温時の値に匹敵する強度を保持
することを見いだした。
ツトリウムにかえて他の希土類元素の酸化物を用いたと
ころ、得られる焼結体は高温域での強度低下が特に少な
く、酸化物によっては常温時の値に匹敵する強度を保持
することを見いだした。
本発明は以上のような知見にもとずいてなされたもので
、焼結性が改善され、高温強度の低下の少ない窒化ケイ
素セラミックス焼結体を提供することを目的とする。
、焼結性が改善され、高温強度の低下の少ない窒化ケイ
素セラミックス焼結体を提供することを目的とする。
［発明の概要１
すなわら本発明の窒化ケイ素セラミックス焼結体は、酸
化サマリウム、酸化セリウム、酸化ランタニウム、酸化
ネオジム、酸化プラセオジムの詳から選ばれた少なくと
も一種それぞれ１０手量％以下（ただしＯは含まず）と
、酸化アルミニウム１０車量％以下（ただしＯは含まず
）と、窒化アルミニウム１０重量％以下（ただし０は含
まず）と、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化
チタニウムの群から選ばれた少なくとも一種それぞれ５
車量％以下（ただし０は含まず〉と、残部は窒化ケイ素
からなるセラミックス混合物を焼成してなることを特徴
とし、またその製造方法は前記セラミックス混合物の成
形体を非酸化性雰囲気中、１６５０〜１８５０’Ｃで焼
結することを特徴とする。
化サマリウム、酸化セリウム、酸化ランタニウム、酸化
ネオジム、酸化プラセオジムの詳から選ばれた少なくと
も一種それぞれ１０手量％以下（ただしＯは含まず）と
、酸化アルミニウム１０車量％以下（ただしＯは含まず
）と、窒化アルミニウム１０重量％以下（ただし０は含
まず）と、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化
チタニウムの群から選ばれた少なくとも一種それぞれ５
車量％以下（ただし０は含まず〉と、残部は窒化ケイ素
からなるセラミックス混合物を焼成してなることを特徴
とし、またその製造方法は前記セラミックス混合物の成
形体を非酸化性雰囲気中、１６５０〜１８５０’Ｃで焼
結することを特徴とする。
本発明の添加成分の一つでおる酸化サマリウム、酸化セ
リウム、酸化ランタニウム、酸化ネオジムまたは酸化プ
ラセオジムはいずれも焼結促進剤として機能するもので
、これらのうちの１種または２種以上をそれぞれ全セラ
ミックス混合物中の１０小量％以下、好ましくは０．５
〜７．５市Ｍ％存在させる。１０手量％をこえると得ら
れる焼結体の機械的強度および耐熱衝撃性が低下するこ
とがあるので好ましくない。またこれら希土類元素の酸
化物は合計量でセラミックス混合物中の１０ｆｆｌｆｆ
ｉ％以下でおることが好ましい。
リウム、酸化ランタニウム、酸化ネオジムまたは酸化プ
ラセオジムはいずれも焼結促進剤として機能するもので
、これらのうちの１種または２種以上をそれぞれ全セラ
ミックス混合物中の１０小量％以下、好ましくは０．５
〜７．５市Ｍ％存在させる。１０手量％をこえると得ら
れる焼結体の機械的強度および耐熱衝撃性が低下するこ
とがあるので好ましくない。またこれら希土類元素の酸
化物は合計量でセラミックス混合物中の１０ｆｆｌｆｆ
ｉ％以下でおることが好ましい。
なお、こ杆例酸化物のなかでも酸化ネオジムおよび酸化
プラセオジムは、高温強度および耐酸化性を向上させる
効果が大ぎい。これらを複合添加するとざらに高温強度
を改善する。また酸化ランタニウムを複合添加すること
も効果か大きい。
プラセオジムは、高温強度および耐酸化性を向上させる
効果が大ぎい。これらを複合添加するとざらに高温強度
を改善する。また酸化ランタニウムを複合添加すること
も効果か大きい。
本発明にあ【ブる他の添加成分である酸化アルミニウム
も上記した添加成分と同様の効果を４１し、全セラミッ
クス混合物中のｉｏｇＨ％以下、好ましくは０．５〜７
．５小咄％存在させる。
も上記した添加成分と同様の効果を４１し、全セラミッ
クス混合物中のｉｏｇＨ％以下、好ましくは０．５〜７
．５小咄％存在させる。
本発明にａ３ける他の添加成分である窒化アルミニウム
は高温における（幾械的強度を増加させるとともに、焼
結促進にも寄与するものであるか、多すぎると耐熱衝撃
性が低下し、常温におＣプる強度が劣化するので１０重
Ｍ％以下の範囲に選ばれる。
は高温における（幾械的強度を増加させるとともに、焼
結促進にも寄与するものであるか、多すぎると耐熱衝撃
性が低下し、常温におＣプる強度が劣化するので１０重
Ｍ％以下の範囲に選ばれる。
本発明の添加成分としては、以上のほか酸化チタニウム
、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウムよりなる群から
選ばれた一種または二種以上をそれぞれ５重量％以下、
合計量で１０重量％以下存在ざぜることか好ましい。
、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウムよりなる群から
選ばれた一種または二種以上をそれぞれ５重量％以下、
合計量で１０重量％以下存在ざぜることか好ましい。
これらの焼結助剤の添加成分の合１屯はセラミックス混
合物中の１０〜１５ ％ｆｊｊ、％であることか好まし
い。
合物中の１０〜１５ ％ｆｊｊ、％であることか好まし
い。
本発明は上記各組成分を所定範囲内の組成比で含む混合
物をまず所労の形状に成形し、非酸化性雰囲気中、１６
５０〜１８５０℃の温度て焼結する。
物をまず所労の形状に成形し、非酸化性雰囲気中、１６
５０〜１８５０℃の温度て焼結する。
ここで焼結雰囲気を窒素カスやアルゴン等非酸化性ガス
に選ぶのは酸素を含む雰囲気では高温時に窒化ケイ素か
酸化されてＳｉＯ２に変換し、目的とする高温強度等の
優れた窒化ケイ素セラミックス焼結体か得られないから
である。なお、この焼結は常圧焼結法によっても、おる
いはその他の焼結法、例えば、ホットプレス法、雰囲気
加圧、熱間静水圧焼結法（ＨＩＰ ）等によっても緻密
な、かつ高温機械強度や耐熱衝撃性の優れた窒化ケイ素
セラミックス焼結体か得られる。このなかで常圧焼結法
は、複惟形状が可能でおるとともに量産向である。
に選ぶのは酸素を含む雰囲気では高温時に窒化ケイ素か
酸化されてＳｉＯ２に変換し、目的とする高温強度等の
優れた窒化ケイ素セラミックス焼結体か得られないから
である。なお、この焼結は常圧焼結法によっても、おる
いはその他の焼結法、例えば、ホットプレス法、雰囲気
加圧、熱間静水圧焼結法（ＨＩＰ ）等によっても緻密
な、かつ高温機械強度や耐熱衝撃性の優れた窒化ケイ素
セラミックス焼結体か得られる。このなかで常圧焼結法
は、複惟形状が可能でおるとともに量産向である。
［発明の実施例］
次に本発明を実施例によって説明する。
実施例１
窒化ケイ素粉末１００小罪部、酸化サマリウム５ｕｆｆ
１部、酸化アルミニウム２重量部、窒化アルミニウム３
．５１ｆｆｉ部、酸化チタニウム／重量部よりなる混合
粉末を粉砕）８媒と共にゴムライニングボールミルにて
混合を行ない原料粉末を調整した。
１部、酸化アルミニウム２重量部、窒化アルミニウム３
．５１ｆｆｉ部、酸化チタニウム／重量部よりなる混合
粉末を粉砕）８媒と共にゴムライニングボールミルにて
混合を行ない原料粉末を調整した。
この原料粉末に粘着剤としてステアリン酸を添加混合し
てＩｔ／（イの成形圧で５０ｍｍ Ｘ ５０＋ｎｍ Ｘ
厚さ７皿に成形した。このようにして得られた成形体を
窒素ガス雰囲気中、１７００’Ｃで２時間の常圧焼結を
行なって窒化ケイ素セラミックス焼結体を製造した。
てＩｔ／（イの成形圧で５０ｍｍ Ｘ ５０＋ｎｍ Ｘ
厚さ７皿に成形した。このようにして得られた成形体を
窒素ガス雰囲気中、１７００’Ｃで２時間の常圧焼結を
行なって窒化ケイ素セラミックス焼結体を製造した。
実施例２〜５
実施例１における酸化サマリウムをそれぞれ次表に示す
物質にかえたほかは実施例１と同様にして窒化ケイ素セ
ラミックス焼結体を製造した。
物質にかえたほかは実施例１と同様にして窒化ケイ素セ
ラミックス焼結体を製造した。
比較例
実施例１における酸化サマリウムを酸化イツトリウムに
かえた他（よ実施例１と同様にして窒化ケイ素セラミッ
クス焼結体を製造した。得られた各表により明らかなよ
うにＮｄ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１を焼結助剤とするものは
高温強度に持に暎れている。また、耐酸化性も特に優れ
ていた。ざらに、Ｎｄｚ○３とＰｒ６Ｏ１１およびＮｄ
２０３と１ａ２０３をそれぞれ複合添加したものは、Ｎ
ｄ２Ｏ３単独添加と同等以上の特性を有していた。
かえた他（よ実施例１と同様にして窒化ケイ素セラミッ
クス焼結体を製造した。得られた各表により明らかなよ
うにＮｄ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１を焼結助剤とするものは
高温強度に持に暎れている。また、耐酸化性も特に優れ
ていた。ざらに、Ｎｄｚ○３とＰｒ６Ｏ１１およびＮｄ
２０３と１ａ２０３をそれぞれ複合添加したものは、Ｎ
ｄ２Ｏ３単独添加と同等以上の特性を有していた。
「発明の効果］
以上説明したように本発明の窒化ケイ素セラミックス焼
結体は焼結性に優れ、高温にお（）る強度劣化か従来の
ものより少ないという利点を有する。
結体は焼結性に優れ、高温にお（）る強度劣化か従来の
ものより少ないという利点を有する。
代理人 弁理士 則 近 憲 化
量 ）易山幸夫
手 続 補 正 出 （自発）昭和６鋲１．
響３日
響３日
Claims (2)
- （１）酸化サマリウム、酸化セリウム、酸化ランタニウ
ム、酸化ネオジム、酸化プラセオジムの群から選ばれた
少なくとも一種それぞれ１０重量％以下（ただし０は含
まず）と、酸化アルミニウム１０重量％以下（ただし０
は含まず）と、窒化アルミニウム１０重量％以下（ただ
し０は含まず）と、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウ
ム、酸化チタニウムの群から選ばれた少なくとも一種そ
れぞれ５重量％以下（ただし０は含まず）と、残部は窒
化ケイ素からなるセラミックス混合物を焼成してなるこ
とを特徴とする窒化ケイ素セラミックス焼結体。 - （２）酸化サマリウム、酸化セリウム、酸化ランタニウ
ム、酸化ネオジム、酸化プラセオジムの群から選ばれた
少なくとも一種それぞれ１０重量％以下（ただし０は含
まず）と、酸化アルミニウム１０重量％以下（ただし０
は含まず）と、窒化アルミニウム１０重量％以下（ただ
し０は含まず）と、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウ
ム、酸化チタニウムの群から選ばれた少なくとも一種そ
れぞれ５重量％以下（ただし０は含まず）と、残部は窒
化ケイ素からなるセラミックス混合物の成形体を非酸化
性雰囲気中、１６５０〜１８５０℃で焼結することを特
徴とする窒化ケイ素セラミックス焼結体の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60290719A JPS62153170A (ja) | 1985-12-25 | 1985-12-25 | 窒化ケイ素セラミツクス焼結体およびその製造方法 |
| DE8686310057T DE3682579D1 (de) | 1985-12-25 | 1986-12-23 | Siliziumnitridsinterformkoerper und verfahren zu seiner herstellung. |
| KR1019860011101A KR890002158B1 (ko) | 1985-12-25 | 1986-12-23 | 질화규소 세라믹스 소결체 및 그 제조방법 |
| EP86310057A EP0228276B1 (en) | 1985-12-25 | 1986-12-23 | Sintered silicon nitride ceramic article and method for production thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60290719A JPS62153170A (ja) | 1985-12-25 | 1985-12-25 | 窒化ケイ素セラミツクス焼結体およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62153170A true JPS62153170A (ja) | 1987-07-08 |
Family
ID=17759635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60290719A Pending JPS62153170A (ja) | 1985-12-25 | 1985-12-25 | 窒化ケイ素セラミツクス焼結体およびその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0228276B1 (ja) |
| JP (1) | JPS62153170A (ja) |
| KR (1) | KR890002158B1 (ja) |
| DE (1) | DE3682579D1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010514651A (ja) * | 2006-12-22 | 2010-05-06 | サン−ゴバン セラミックス アンド プラスティクス，インコーポレイティド | 窒化ケイ素体及びその製造方法 |
| CN115141015A (zh) * | 2022-06-09 | 2022-10-04 | 山东工业陶瓷研究设计院有限公司 | 一种陶瓷弹簧、制备方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3840171A1 (de) * | 1988-11-29 | 1990-05-31 | Hoechst Ag | Mehrphasige siliciumnitridkeramik mit hoher festigkeit und verfahren zu ihrer herstellung |
| DE19705838A1 (de) * | 1997-02-15 | 1998-08-27 | Fraunhofer Ges Forschung | Farbiger Siliciumnitridwerkstoff und Verfahren zu seiner Herstellung |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55109277A (en) * | 1979-02-15 | 1980-08-22 | Kagaku Gijutsucho Mukizai | Manufacture of silicon nitride sintered body |
| JPS5823345B2 (ja) * | 1979-02-22 | 1983-05-14 | 株式会社東芝 | セラミックス焼結体の製造方法 |
| JPS5834428B2 (ja) * | 1979-11-22 | 1983-07-26 | 株式会社東芝 | 窒化珪素質セラミツクスの製造方法 |
| JPS59182276A (ja) * | 1983-03-31 | 1984-10-17 | 株式会社東芝 | 窒化ケイ素焼結体 |
| JPS60191063A (ja) * | 1984-03-06 | 1985-09-28 | 京セラ株式会社 | 窒化珪素質焼結体 |
| JPS61158870A (ja) * | 1984-12-29 | 1986-07-18 | 株式会社東芝 | セラミツクス焼結体およびその製造方法 |
-
1985
- 1985-12-25 JP JP60290719A patent/JPS62153170A/ja active Pending
-
1986
- 1986-12-23 EP EP86310057A patent/EP0228276B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-12-23 KR KR1019860011101A patent/KR890002158B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1986-12-23 DE DE8686310057T patent/DE3682579D1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010514651A (ja) * | 2006-12-22 | 2010-05-06 | サン−ゴバン セラミックス アンド プラスティクス，インコーポレイティド | 窒化ケイ素体及びその製造方法 |
| JP2012229155A (ja) * | 2006-12-22 | 2012-11-22 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics Inc | 窒化ケイ素体及びその製造方法 |
| CN115141015A (zh) * | 2022-06-09 | 2022-10-04 | 山东工业陶瓷研究设计院有限公司 | 一种陶瓷弹簧、制备方法 |
| CN115141015B (zh) * | 2022-06-09 | 2023-12-01 | 山东工业陶瓷研究设计院有限公司 | 一种陶瓷弹簧、制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3682579D1 (de) | 1992-01-02 |
| KR870005935A (ko) | 1987-07-08 |
| EP0228276A2 (en) | 1987-07-08 |
| EP0228276A3 (en) | 1988-03-30 |
| EP0228276B1 (en) | 1991-11-21 |
| KR890002158B1 (ko) | 1989-06-21 |
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