JPS62241813A - 窒化珪素粉末の調整法 - Google Patents
窒化珪素粉末の調整法Info
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- JPS62241813A JPS62241813A JP61068288A JP6828886A JPS62241813A JP S62241813 A JPS62241813 A JP S62241813A JP 61068288 A JP61068288 A JP 61068288A JP 6828886 A JP6828886 A JP 6828886A JP S62241813 A JPS62241813 A JP S62241813A
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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。
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)
本発明は、酸化特性を向上した窒化珪素焼結体の製造に
使用する窒化珪素粉末およびその調製法に関するもので
ある。
使用する窒化珪素粉末およびその調製法に関するもので
ある。
(従来の技術)
従来、窒化珪素焼結体の製造方法としては、市販の窒化
珪素原料粉末にYzOx、A l zOitMgO等の
粒界に液相を形成する焼結助剤を添加し、成形後不活性
ガス雰囲気下で焼成する方法が、例えば特公昭58−4
9509号公報において開示されている。
珪素原料粉末にYzOx、A l zOitMgO等の
粒界に液相を形成する焼結助剤を添加し、成形後不活性
ガス雰囲気下で焼成する方法が、例えば特公昭58−4
9509号公報において開示されている。
(発明が解決しようとする問題点)
ところで、酸化物添加物や窒化珪素原料に元来台まれ焼
結助剤として働(SiO□は、粒界相にガラスを形成し
て組織の緻密化や微構造の形成に有効に作用する。しか
しながら原料として使用する市版の窒化珪素原料粉末は
、酸素含有量が少ないと共にロット間の酸素含有量の変
動が大きいため、全般的に酸化特性の悪い窒化珪素焼結
体が得られることが多(、最近要望が高まっている酸化
特性および高温強度をともに満足する窒化珪素焼結体を
得ることができなかった。
結助剤として働(SiO□は、粒界相にガラスを形成し
て組織の緻密化や微構造の形成に有効に作用する。しか
しながら原料として使用する市版の窒化珪素原料粉末は
、酸素含有量が少ないと共にロット間の酸素含有量の変
動が大きいため、全般的に酸化特性の悪い窒化珪素焼結
体が得られることが多(、最近要望が高まっている酸化
特性および高温強度をともに満足する窒化珪素焼結体を
得ることができなかった。
本発明の目的は上述した不具合を解消して、高い耐酸化
特性および高い高温強度特性を有する窒化珪素焼結体の
製造に使用する窒化珪素粉末およびその調製法を提供し
ようとするものである。
特性および高い高温強度特性を有する窒化珪素焼結体の
製造に使用する窒化珪素粉末およびその調製法を提供し
ようとするものである。
(問題点を解決するための手段)
本発明の窒化珪素粉末は、粉末中に4.5〜7.5wL
%のSiO□を含むことを特徴とするものである。
%のSiO□を含むことを特徴とするものである。
また、本発明の窒化珪素粉末の調製法は、窒化珪素原料
とYを必須成分とする焼結助剤とを調製することにより
、少なくとも4.5〜7.5wt%の5iOzを存する
窒化珪素粉末を含む窒化珪素調製粉末を得ることを特徴
とするものである。
とYを必須成分とする焼結助剤とを調製することにより
、少なくとも4.5〜7.5wt%の5iOzを存する
窒化珪素粉末を含む窒化珪素調製粉末を得ることを特徴
とするものである。
(作 用)
上述した構成において所定範囲の酸素を含む本発明の窒
化珪素粉末から主としてなる窒化珪素調製粉末を使用し
て酸素含有量の多い窒化珪素焼結体を作成することによ
り、酸化による体積膨張が大きな結晶相は生ぜず、高い
耐酸化特性および高い高温強度特性を有する窒化珪素焼
結体を得ることができる。すなわち、酸素含有量の多い
焼結体組成はど耐酸化特性が良好になるが、あまり多す
ぎるとその粒界相が結晶化しないため、高温強度の高く
ない焼結体となる。従って、Singに換算して4.5
〜7.5wt%の酸素を含有する窒化珪素粉末を含んだ
窒化珪素調製粉末を使用した。なお、本発明において酸
素含有量をSin、の量に換算して表わしたのは、焼結
助剤および不純物の1まで考慮すると酸素含有量だけを
実際に規定することが困難になるためである。
化珪素粉末から主としてなる窒化珪素調製粉末を使用し
て酸素含有量の多い窒化珪素焼結体を作成することによ
り、酸化による体積膨張が大きな結晶相は生ぜず、高い
耐酸化特性および高い高温強度特性を有する窒化珪素焼
結体を得ることができる。すなわち、酸素含有量の多い
焼結体組成はど耐酸化特性が良好になるが、あまり多す
ぎるとその粒界相が結晶化しないため、高温強度の高く
ない焼結体となる。従って、Singに換算して4.5
〜7.5wt%の酸素を含有する窒化珪素粉末を含んだ
窒化珪素調製粉末を使用した。なお、本発明において酸
素含有量をSin、の量に換算して表わしたのは、焼結
助剤および不純物の1まで考慮すると酸素含有量だけを
実際に規定することが困難になるためである。
また、原料としてSiO□に換算して4.5〜7.5w
t%という従来市販の原料より多い酸素含有量を達成す
るには、原料を所定の条件で仮焼するか後述するスラリ
ー加温法により得ると好適である。原料粉末あるいはス
ラリー状態にて酸素含有量を増加させるのは、均一な酸
素含有量の分布を持つ焼結体を得るためである。すなわ
ち、成形体を仮焼して酸素含有量を増加させることも考
えられるがこの場合、酸化される層が表面のみに限られ
、中まで充分に酸化しない。これに対して粉末あるいは
スラリーを酸化させた場合、空気あるいは水の拡散、分
散が充分であるため、均一な酸化反応が進行するととも
に、後工程の混合工程により、さらに均一な成形体及び
焼結体を得ることできるためである。また、本発明にお
いて仮焼温度を800〜1200℃と規定したのは、8
00℃以下だと原料が酸化せず所定の酸素含有量を達成
できないと共に、1200℃以上だと酸化しすぎてしま
い同様に所定の酸素含有量を達成できないためである。
t%という従来市販の原料より多い酸素含有量を達成す
るには、原料を所定の条件で仮焼するか後述するスラリ
ー加温法により得ると好適である。原料粉末あるいはス
ラリー状態にて酸素含有量を増加させるのは、均一な酸
素含有量の分布を持つ焼結体を得るためである。すなわ
ち、成形体を仮焼して酸素含有量を増加させることも考
えられるがこの場合、酸化される層が表面のみに限られ
、中まで充分に酸化しない。これに対して粉末あるいは
スラリーを酸化させた場合、空気あるいは水の拡散、分
散が充分であるため、均一な酸化反応が進行するととも
に、後工程の混合工程により、さらに均一な成形体及び
焼結体を得ることできるためである。また、本発明にお
いて仮焼温度を800〜1200℃と規定したのは、8
00℃以下だと原料が酸化せず所定の酸素含有量を達成
できないと共に、1200℃以上だと酸化しすぎてしま
い同様に所定の酸素含有量を達成できないためである。
また、スラリー加温時の温度を50〜150℃と規定し
たのは、50℃以下だと酸化反応が進行せず所定の酸素
含有量を達成するためには長時間を要すると共に、15
0℃以上だとスラリーが乾燥してしまい同様に反応が進
行しなくなるためである。
たのは、50℃以下だと酸化反応が進行せず所定の酸素
含有量を達成するためには長時間を要すると共に、15
0℃以上だとスラリーが乾燥してしまい同様に反応が進
行しなくなるためである。
また酸化特性を改善させるために5i(h分を多くする
には、Si0g添加させることも一つの方法である。し
かし、一般的にSiO□粉末は凝集しやすく、分散性が
わるいため、混合がうまくできない欠点を有する。上述
の方法によって得られる酸素含有量が増加された窒化珪
素粉末は、窒化珪素粉末中に5iOJが生成されるため
、Sing成分の分散性も良好である。
には、Si0g添加させることも一つの方法である。し
かし、一般的にSiO□粉末は凝集しやすく、分散性が
わるいため、混合がうまくできない欠点を有する。上述
の方法によって得られる酸素含有量が増加された窒化珪
素粉末は、窒化珪素粉末中に5iOJが生成されるため
、Sing成分の分散性も良好である。
(実施例)
以下、本発明の窒化珪素粉末を使用した窒化珪素焼結体
の作製方法について説明する。まず、市販の窒化珪素原
料を処理して、4.5〜7.5wt%のSin、を含む
窒化珪素原料粉末とYを必須成分とする焼結助剤とから
なる窒化珪素調製粉末を準備する。この調製法としては
、市販の窒化珪素原料を800〜1200℃の温度で適
当時間仮焼する方法や、スラリー状態の原料を50〜1
50℃で6時間〜1日スラリー状態のまま加温するラリ
−加温法が好適である。上述した調製時の粉砕法として
は、湿式のアトリッションミル、ボールミル、振動ミル
等が好適である。
の作製方法について説明する。まず、市販の窒化珪素原
料を処理して、4.5〜7.5wt%のSin、を含む
窒化珪素原料粉末とYを必須成分とする焼結助剤とから
なる窒化珪素調製粉末を準備する。この調製法としては
、市販の窒化珪素原料を800〜1200℃の温度で適
当時間仮焼する方法や、スラリー状態の原料を50〜1
50℃で6時間〜1日スラリー状態のまま加温するラリ
−加温法が好適である。上述した調製時の粉砕法として
は、湿式のアトリッションミル、ボールミル、振動ミル
等が好適である。
次に、得られた窒化珪素調製粉末をスプレードライヤ等
の方法で乾燥した後、ラバープレス、射出成形等の方法
により成形して所望の成形体を得る・さらに・得られた
成形体を好ましくしま1650〜1800℃の温度で焼
成して、所定の高い耐酸化特性と高い高温強度を有する
窒化珪素焼結体を得る。
の方法で乾燥した後、ラバープレス、射出成形等の方法
により成形して所望の成形体を得る・さらに・得られた
成形体を好ましくしま1650〜1800℃の温度で焼
成して、所定の高い耐酸化特性と高い高温強度を有する
窒化珪素焼結体を得る。
以下、実際の例について説明する。
大施員上
第1図に示す本実施例のフローチャートにそって説明す
ると、まず市販の窒化珪素原料を第1表に示す条件で仮
焼して酸素を増加させた後、Yを必須成分としMg、
Ceを適当量含む焼結助剤とともに湿式アトリッション
ミルにより湿式粉砕し、第1表に示す種々の組成の窒化
珪素調製粉末を得た。
ると、まず市販の窒化珪素原料を第1表に示す条件で仮
焼して酸素を増加させた後、Yを必須成分としMg、
Ceを適当量含む焼結助剤とともに湿式アトリッション
ミルにより湿式粉砕し、第1表に示す種々の組成の窒化
珪素調製粉末を得た。
次に、得られた窒化珪素調製粉末をスプレードライヤに
より乾燥した後、ラバープレスにより60X60X7m
−の直方体形状に成形して成形体を得た。
より乾燥した後、ラバープレスにより60X60X7m
−の直方体形状に成形して成形体を得た。
さらに、得られた成形体をN2雰囲気、1750″Cの
条件で焼成して、所望の試験片を得た。
条件で焼成して、所望の試験片を得た。
得られた試験片に対して、窒化珪素粉末中に含まれるS
i0g量、1200℃におけるJIS R−1601r
ファインセラミックスの曲げ強さ試験法」に準する四点
曲げ強度および耐酸化特性として800°C1100時
間保持後の破壊の有無をそれぞれ測定した。結果を第1
表に示す。なお第1表の耐酸化特性中、○は800℃、
100時間保持後も破壊しなかったものを、×は800
℃、100時間以内で破壊したものを示す。
i0g量、1200℃におけるJIS R−1601r
ファインセラミックスの曲げ強さ試験法」に準する四点
曲げ強度および耐酸化特性として800°C1100時
間保持後の破壊の有無をそれぞれ測定した。結果を第1
表に示す。なお第1表の耐酸化特性中、○は800℃、
100時間保持後も破壊しなかったものを、×は800
℃、100時間以内で破壊したものを示す。
第1表の結果から明らかなように、本発明の範囲内の窒
化珪素粉末を使用して作製した試料はすべて良好な耐酸
化特性と共に高い高温強度を有しているのに対し、一つ
でも本発明の条件を満たしていない試料は所定の耐酸化
特性又は高温強度を満たさなかった。
化珪素粉末を使用して作製した試料はすべて良好な耐酸
化特性と共に高い高温強度を有しているのに対し、一つ
でも本発明の条件を満たしていない試料は所定の耐酸化
特性又は高温強度を満たさなかった。
大旌1
第2図に示す本実施例のフローチャートにそって説明す
ると、まず市販の窒化珪素原料とYを必須成分としML
Ceを適当量含む焼結助剤とを湿式アトリッションミル
により湿式粉砕し、第2表に示す種々の温度に所定時間
保持してスラリー加温処理して第2表に示す種々の組成
の窒化珪素調製粉末を得た。次に、得られた窒化珪素調
製粉末をスプレードライヤにより乾燥した後、ラバープ
レスにより60X60X7鶴の直方体形状に成形して成
形体を得た。さらに、得られた成形体をN2雰囲気、1
750℃の条件で焼成して、所望の試験片を得た。
ると、まず市販の窒化珪素原料とYを必須成分としML
Ceを適当量含む焼結助剤とを湿式アトリッションミル
により湿式粉砕し、第2表に示す種々の温度に所定時間
保持してスラリー加温処理して第2表に示す種々の組成
の窒化珪素調製粉末を得た。次に、得られた窒化珪素調
製粉末をスプレードライヤにより乾燥した後、ラバープ
レスにより60X60X7鶴の直方体形状に成形して成
形体を得た。さらに、得られた成形体をN2雰囲気、1
750℃の条件で焼成して、所望の試験片を得た。
得られた試験片に対して、窒化珪素粉末中に含まれるS
iO□量、1200℃におけるJIS R−1601r
ファインセラミックスの曲げ強さ試験法」に準する四点
曲げ強度および耐酸化特性として000℃、100時間
保持後の破壊の有無をそれぞれ測定した。結果を第2表
に示す。なお第2表の耐酸化特性中、○は800℃、1
00時間保持後も破壊しなかったものを、×は800℃
、100時間以内で破壊したものを示す。
iO□量、1200℃におけるJIS R−1601r
ファインセラミックスの曲げ強さ試験法」に準する四点
曲げ強度および耐酸化特性として000℃、100時間
保持後の破壊の有無をそれぞれ測定した。結果を第2表
に示す。なお第2表の耐酸化特性中、○は800℃、1
00時間保持後も破壊しなかったものを、×は800℃
、100時間以内で破壊したものを示す。
第2表の結果から明らかなように、本発明の範囲内の窒
化珪素粉末を使用して作製した試料はすべて良好な耐酸
化特性と共に高い高温強度を有しているのに対し、一つ
でも本発明の条件を満たしていない試料は所定の耐酸化
特性又は高温強度を満たさなかった。
化珪素粉末を使用して作製した試料はすべて良好な耐酸
化特性と共に高い高温強度を有しているのに対し、一つ
でも本発明の条件を満たしていない試料は所定の耐酸化
特性又は高温強度を満たさなかった。
(発明の効果)
以上詳細に説明したところから明らかなように、本発明
の窒化珪素粉末およびそのUf4!!!法によれば、従
来の含有量より多い所定量の酸素を含有する窒化珪素調
製粉末を出発原料として窒化珪素焼結体を作製すること
が可能となり、高い耐酸化特性および高い高温強度を共
に満足する窒化珪素焼結体を得ることができる。
の窒化珪素粉末およびそのUf4!!!法によれば、従
来の含有量より多い所定量の酸素を含有する窒化珪素調
製粉末を出発原料として窒化珪素焼結体を作製すること
が可能となり、高い耐酸化特性および高い高温強度を共
に満足する窒化珪素焼結体を得ることができる。
第1図および第2図はそれぞれ本発明の窒化珪素粉末を
使用する一実施例を示すフローチャートである。 手 続 補 正 書 昭和62年 5月 6日 特許庁長官 黒 1) 明 雄 殿1、事件の
表示 昭和61年特許願第68288号 2、発明の名称 3、補正をする者 事件との関係 特 許 出 願 人 4、代理人 1、明細書第1頁第3行〜第2頁第4行間の特許請求の
範囲を下記の通り訂正する。 「2、特許請求の範囲 1、 粉末中に4.5〜?、5wt%の5iftを含む
ことを特徴とする窒化珪素粉末。 2、窒化珪素粉末がSing層を含むことを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の窒化珪素粉末。 3、窒化珪素原料とYを必須成分とする焼結助剤とを調
製することにより、4.5〜?、5wt%のSiO2を
有する窒化珪素粉末を含む窒化珪素調製粉末を得ること
を特徴とする窒化珪素粉末の調製法。 4、前記調製において、窒化珪素吏土底分上エエ粉末を
空気中で800〜1200°Cに仮焼 るエエ むこ
と 、 と る111窒化珪素調製粉末を得る特許請求
の範囲第3項記載の窒化珪素粉末の調製法。 5、前記調製において、窒化珪素油上 土工jμラリ−を50〜150°Cに加温tエエロ A
・ことを・ と る11窒化珪素調製粉末を得る特許請
求の範囲第3項記載の窒化珪素粉末の調製法、。 2、明細書第4頁第8行の[粒界相が結晶化しないため
、」を「粒界相が十分に結晶化せずガラス相が残存する
ため、」に訂正する。 3、同第5頁第17行の「達成するためには長時間を要
すると共に、」を「達成できないと共に、」に訂正する
。
使用する一実施例を示すフローチャートである。 手 続 補 正 書 昭和62年 5月 6日 特許庁長官 黒 1) 明 雄 殿1、事件の
表示 昭和61年特許願第68288号 2、発明の名称 3、補正をする者 事件との関係 特 許 出 願 人 4、代理人 1、明細書第1頁第3行〜第2頁第4行間の特許請求の
範囲を下記の通り訂正する。 「2、特許請求の範囲 1、 粉末中に4.5〜?、5wt%の5iftを含む
ことを特徴とする窒化珪素粉末。 2、窒化珪素粉末がSing層を含むことを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の窒化珪素粉末。 3、窒化珪素原料とYを必須成分とする焼結助剤とを調
製することにより、4.5〜?、5wt%のSiO2を
有する窒化珪素粉末を含む窒化珪素調製粉末を得ること
を特徴とする窒化珪素粉末の調製法。 4、前記調製において、窒化珪素吏土底分上エエ粉末を
空気中で800〜1200°Cに仮焼 るエエ むこ
と 、 と る111窒化珪素調製粉末を得る特許請求
の範囲第3項記載の窒化珪素粉末の調製法。 5、前記調製において、窒化珪素油上 土工jμラリ−を50〜150°Cに加温tエエロ A
・ことを・ と る11窒化珪素調製粉末を得る特許請
求の範囲第3項記載の窒化珪素粉末の調製法、。 2、明細書第4頁第8行の[粒界相が結晶化しないため
、」を「粒界相が十分に結晶化せずガラス相が残存する
ため、」に訂正する。 3、同第5頁第17行の「達成するためには長時間を要
すると共に、」を「達成できないと共に、」に訂正する
。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、粉末中に4.5〜7.5wt%のSiO_2を含む
ことを特徴とする窒化珪素粉末。 2、窒化珪素粉末がSiO_2層を含むことを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の窒化珪素粉末。 3、窒化珪素原料とYを必須成分とする焼結助剤とを調
製することにより、少なくとも4.5〜7.5wt%の
SiO_2を有する窒化珪素粉末を含む窒化珪素調製粉
末を得ることを特徴とする窒化珪素粉末の調製法。 4、前記調製において、窒化珪素原料粉末を空気中で8
00〜1200℃に仮焼した後、Yを必須成分とする焼
結助剤と共に湿式粉砕し、その後乾燥して窒化珪素調製
粉末を得る特許請求の範囲第3項記載の窒化珪素粉末の
調製法。 5、前記調製において、窒化珪素原料粉末とYを必須成
分とする焼結助剤とを湿式粉砕してスラリーを得た後、
該スラリーを50〜150℃に加温し、その後乾燥して
窒化珪素調製粉末を得る特許請求の範囲第3項記載の窒
化珪素粉末の調製法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61068288A JPS62241813A (ja) | 1986-03-28 | 1986-03-28 | 窒化珪素粉末の調整法 |
DE3744692A DE3744692C2 (de) | 1986-03-28 | 1987-03-20 | Siliciumnitridpulver und Verfahren zu seiner Herstellung |
DE19873709137 DE3709137A1 (de) | 1986-03-28 | 1987-03-20 | Siliciumnitrid-sinterkoerper, verfahren zu ihrer herstellung und siliciumnitridpulver |
US07/028,724 US4818733A (en) | 1986-03-28 | 1987-03-23 | Silicon nitride sintered bodies and a method of producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61068288A JPS62241813A (ja) | 1986-03-28 | 1986-03-28 | 窒化珪素粉末の調整法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62241813A true JPS62241813A (ja) | 1987-10-22 |
JPH0460045B2 JPH0460045B2 (ja) | 1992-09-25 |
Family
ID=13369431
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61068288A Granted JPS62241813A (ja) | 1986-03-28 | 1986-03-28 | 窒化珪素粉末の調整法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62241813A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63315508A (ja) * | 1987-06-18 | 1988-12-23 | Ngk Insulators Ltd | 窒化珪素粉末の調整法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53118409A (en) * | 1977-03-25 | 1978-10-16 | Tokyo Shibaura Electric Co | Method of manufacturing heat resistant material |
-
1986
- 1986-03-28 JP JP61068288A patent/JPS62241813A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53118409A (en) * | 1977-03-25 | 1978-10-16 | Tokyo Shibaura Electric Co | Method of manufacturing heat resistant material |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63315508A (ja) * | 1987-06-18 | 1988-12-23 | Ngk Insulators Ltd | 窒化珪素粉末の調整法 |
JPH0513083B2 (ja) * | 1987-06-18 | 1993-02-19 | Ngk Insulators Ltd |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0460045B2 (ja) | 1992-09-25 |
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