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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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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 |
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 |
DE8686310057T DE3682579D1 (de) | 1985-12-25 | 1986-12-23 | Siliziumnitridsinterformkoerper und verfahren zu seiner herstellung. |
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 DE DE8686310057T patent/DE3682579D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1986-12-23 KR KR1019860011101A patent/KR890002158B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1986-12-23 EP EP86310057A patent/EP0228276B1/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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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 |
---|---|
EP0228276B1 (en) | 1991-11-21 |
KR890002158B1 (ko) | 1989-06-21 |
DE3682579D1 (de) | 1992-01-02 |
EP0228276A2 (en) | 1987-07-08 |
EP0228276A3 (en) | 1988-03-30 |
KR870005935A (ko) | 1987-07-08 |
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