JPS62265178A - 導電性サイアロン焼結体およびその製造方法 - Google Patents
導電性サイアロン焼結体およびその製造方法Info
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- JPS62265178A JPS62265178A JP61110329A JP11032986A JPS62265178A JP S62265178 A JPS62265178 A JP S62265178A JP 61110329 A JP61110329 A JP 61110329A JP 11032986 A JP11032986 A JP 11032986A JP S62265178 A JPS62265178 A JP S62265178A
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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〕
本発明はサイアロン焼結体およびその製造方法に関する
ものであり、特に、一般式Ｓ １６４Ａ Ｉ ２０２Ｎ
１１−２で表わされるｒ型サイアロンおよび／または一
般式Ｍｘ（Ｓｔ、Ａ ｊ２）＋ｚ（０，Ｎ）ｚ＋で表わ
されるｄ型サイアロンを主体とする導電性焼結体および
その製造方法に関するものである。
ものであり、特に、一般式Ｓ １６４Ａ Ｉ ２０２Ｎ
１１−２で表わされるｒ型サイアロンおよび／または一
般式Ｍｘ（Ｓｔ、Ａ ｊ２）＋ｚ（０，Ｎ）ｚ＋で表わ
されるｄ型サイアロンを主体とする導電性焼結体および
その製造方法に関するものである。
ｒ型サイアロン焼結体は、高温強度および耐酸化性に優
れ、熱膨張係数が小さく耐熱術？性が非常に大きい等の
利点があるため、近年種々の分野において利用されてい
る。このｒ型サイアロン焼結体は９例えば特公昭５８−
１．４３９１号公報または特公昭５８−５２９４９号公
報などにより知られているように、窒化ケイ素、窒化ア
ルミニウムおよびアルミナからなる第１成分と、イツト
リウム、スカンジウム、セリウム、ランタンおよびラン
タニド系譜金属のうちの少なくとも１つの元素の酸化物
からなる第２成分とからなる粉末混合物を成形し、この
成形体を加圧下または非加圧下において保護雰囲気内で
焼結することにより得られている。
れ、熱膨張係数が小さく耐熱術？性が非常に大きい等の
利点があるため、近年種々の分野において利用されてい
る。このｒ型サイアロン焼結体は９例えば特公昭５８−
１．４３９１号公報または特公昭５８−５２９４９号公
報などにより知られているように、窒化ケイ素、窒化ア
ルミニウムおよびアルミナからなる第１成分と、イツト
リウム、スカンジウム、セリウム、ランタンおよびラン
タニド系譜金属のうちの少なくとも１つの元素の酸化物
からなる第２成分とからなる粉末混合物を成形し、この
成形体を加圧下または非加圧下において保護雰囲気内で
焼結することにより得られている。
しかしｒ型サイアロン焼結体は加工性に難点があり１通
常、ダイヤモンド砥石を用いて加工が行なわれているも
のの、加工時間及びコストが非常に大きくなるという問
題点がある。
常、ダイヤモンド砥石を用いて加工が行なわれているも
のの、加工時間及びコストが非常に大きくなるという問
題点がある。
このため、最近、一般式５ｉ６−２ＡＩｔ ２０２ Ｎ
５−ｚで表わされるｒ型サイアロンのうち、特に２が１
乃至４．２である組成物に、容量比にして１５〜５０％
のＩＶａ、Ｖａ、Ｖｉａ族の元素の酸化物、窒化物、炭
化物、硼化物のうちこれら１種以上の化合物および／ま
たはＳ ｉＣ，Ａｊ２２０３より選ばれた１種以上を添
加することにより導電性を付与し。
５−ｚで表わされるｒ型サイアロンのうち、特に２が１
乃至４．２である組成物に、容量比にして１５〜５０％
のＩＶａ、Ｖａ、Ｖｉａ族の元素の酸化物、窒化物、炭
化物、硼化物のうちこれら１種以上の化合物および／ま
たはＳ ｉＣ，Ａｊ２２０３より選ばれた１種以上を添
加することにより導電性を付与し。
放電加工を可能としたサイアロン焼結体を得ることが提
案されている（特開昭５９−２０７８８１号公報）。
案されている（特開昭５９−２０７８８１号公報）。
上記従来のｒ型サイアロンを製造する場合においては、
Ｓｉ３Ｎ、やサイアロンが難焼結性であるため、ｙｚｏ
ｓを代表とする希土類金属酸化物を焼結助剤として使用
し、１８００℃の温度で５時間の焼結処理を行なう。し
かしながら上記焼結温度が高いため、導電性付与のため
に添加したＴｉ炭窒化物等の物質が分解したり酸化した
りして。
Ｓｉ３Ｎ、やサイアロンが難焼結性であるため、ｙｚｏ
ｓを代表とする希土類金属酸化物を焼結助剤として使用
し、１８００℃の温度で５時間の焼結処理を行なう。し
かしながら上記焼結温度が高いため、導電性付与のため
に添加したＴｉ炭窒化物等の物質が分解したり酸化した
りして。
成分の変動が起る。すなわち焼結体の表面と内部とで比
抵抗が著しく相違するという問題点がある。
抵抗が著しく相違するという問題点がある。
このように焼結体各部における比抵抗値に差があるのは
、焼結温度が高いためＴｉ等の窒化物、炭化物または、
炭窒化物が分解若しくは酸化することが一因であると推
定される。
、焼結温度が高いためＴｉ等の窒化物、炭化物または、
炭窒化物が分解若しくは酸化することが一因であると推
定される。
本発明は上記従来技術に存在する問題点を解消し３本来
β′型サイアロンが有する耐酸化性等の特性を損なうこ
となく、比抵抗値が表面および内部に亘って均一な値で
ある導電性サイアロン焼結体およびその製造方法を提供
することを目的とするものである。
β′型サイアロンが有する耐酸化性等の特性を損なうこ
となく、比抵抗値が表面および内部に亘って均一な値で
ある導電性サイアロン焼結体およびその製造方法を提供
することを目的とするものである。
上記問題点を解決するために、第１の発明においては、
主としてｒ型サイアロンおよび／またはα′型ササイア
ロンらなる相３０〜６５容量％と。
主としてｒ型サイアロンおよび／またはα′型ササイア
ロンらなる相３０〜６５容量％と。
Ｔｉの窒化物、炭化物または炭窒化物固溶体からなる相
３０容量％を越え６０容量％以下と、残部をＣａＯを主
構成要素とするガラス相または冷却過程若しくは熱処理
過程で生成する結晶相４〜２０容量％から構成する。と
いう技術的手段を採用した。
３０容量％を越え６０容量％以下と、残部をＣａＯを主
構成要素とするガラス相または冷却過程若しくは熱処理
過程で生成する結晶相４〜２０容量％から構成する。と
いう技術的手段を採用した。
また第２の発明においては、上記導電性サイアロン焼結
体を製造するために、 ’Ｓ ｔ３ Ｎ ａ粉末、Ａｌ
ＮまたはＡＩＮポリタイプ粉末、およびＣａＯ粉末から
なる原料粉末に３０容量％を越え６ｏ容量％以下のＴｉ
の窒化物、炭化物または炭窒化物固溶体粉末を添加し、
混合して成形した後、この成形体を１５００〜１７００
℃において常圧また ′は加圧窒素中で焼結する
という技術的手段を採用したのである。
体を製造するために、 ’Ｓ ｔ３ Ｎ ａ粉末、Ａｌ
ＮまたはＡＩＮポリタイプ粉末、およびＣａＯ粉末から
なる原料粉末に３０容量％を越え６ｏ容量％以下のＴｉ
の窒化物、炭化物または炭窒化物固溶体粉末を添加し、
混合して成形した後、この成形体を１５００〜１７００
℃において常圧また ′は加圧窒素中で焼結する
という技術的手段を採用したのである。
本発明において、導電性物質としてＴｉの窒化物、炭化
物または炭窒化物固溶体（以下それぞれＴｉＮ、ＴｉＣ
またはＴｉ （Ｃ，Ｎ）と記す）を用いるのは次の理
由による。すなわち、前述した公知例などによって知ら
れているようにＩＶａ、 Ｖａ、Ｖｌａ族の炭化物、
窒化物、硼化物、珪化物などによっても導電性をもつサ
イアロン焼結体を得ることができるが、比較的複雑な形
状の焼結体を得ることが可能な常圧焼結又はガス圧焼結
による焼結性を考慮すると、Ｔｉの炭化物および窒化物
が最も好適であるからである。さらにＴｉ単独の炭化物
、窒化物ではなく炭窒化物固溶体を用いる場合は固溶体
中のＣとＮの比率を変えることにより種々の比抵抗をも
つ焼結体が容易に得られる。
物または炭窒化物固溶体（以下それぞれＴｉＮ、ＴｉＣ
またはＴｉ （Ｃ，Ｎ）と記す）を用いるのは次の理
由による。すなわち、前述した公知例などによって知ら
れているようにＩＶａ、 Ｖａ、Ｖｌａ族の炭化物、
窒化物、硼化物、珪化物などによっても導電性をもつサ
イアロン焼結体を得ることができるが、比較的複雑な形
状の焼結体を得ることが可能な常圧焼結又はガス圧焼結
による焼結性を考慮すると、Ｔｉの炭化物および窒化物
が最も好適であるからである。さらにＴｉ単独の炭化物
、窒化物ではなく炭窒化物固溶体を用いる場合は固溶体
中のＣとＮの比率を変えることにより種々の比抵抗をも
つ焼結体が容易に得られる。
またＴｉＮ、ＴｉｃまたはＴｉ （Ｃ，Ｎ）の添加量
を３０容量％を越え６０容量％以下とするのは。
を３０容量％を越え６０容量％以下とするのは。
３０容量％以下ではＴｉＮ、ＴｉＣまたはＴｉ（Ｃ，Ｎ
）粒子の相互の接触による導電経路が得難くなり所望の
導電性を示さないからであり、一方、６０容量％を越え
て含有する場合にはサイアロン本来の性質である耐酸化
性、高温強度等が著しく損なわれるからである。
）粒子の相互の接触による導電経路が得難くなり所望の
導電性を示さないからであり、一方、６０容量％を越え
て含有する場合にはサイアロン本来の性質である耐酸化
性、高温強度等が著しく損なわれるからである。
更に本発明の製造方法において、焼結処理は常圧または
加圧窒素中で１５００〜１７００℃で行なうのが好まし
い。１５００℃未満では焼結助剤としてのＣａＯがサイ
アロンおよびＴｉＮ、ＴｉＣ，Ｔｉ （Ｃ，Ｎ）等の
両相を完全に結合することができないため不都合である
。一方１７００℃を越える温度においては、高圧の窒素
ガス中においても焼結体の分解を完全に抑制できなくな
るため好ましくない。
加圧窒素中で１５００〜１７００℃で行なうのが好まし
い。１５００℃未満では焼結助剤としてのＣａＯがサイ
アロンおよびＴｉＮ、ＴｉＣ，Ｔｉ （Ｃ，Ｎ）等の
両相を完全に結合することができないため不都合である
。一方１７００℃を越える温度においては、高圧の窒素
ガス中においても焼結体の分解を完全に抑制できなくな
るため好ましくない。
更にまた２本発明において、原料粉末を成形するに際し
ては、射出成形、プレス、ラバープレス。
ては、射出成形、プレス、ラバープレス。
スリップキャスト等の成形方法を用いることができ、ま
た焼結後ＨＩＰ処理により更に特性の向上を図ることも
可能である。
た焼結後ＨＩＰ処理により更に特性の向上を図ることも
可能である。
以下９本発明を実施例に基づいて、さらに詳細に説明す
る。
る。
原料粉末としてＳ ｉ、３Ｎ、 Ａ Ｉ Ｎ、 Ｃａ
ＯならびにＴｉＮ、ＴｉＣまたはＴ ｉ ＣＮを所定
の配合に秤量して、ボールミル（アルコール中）で７２
時間混合後、真空中で乾燥した。プレス成形後、窒素ガ
ス雰囲気中で常圧若しくは加圧により０．５〜５時間保
持して焼結した。焼結条件および焼結後の組成を第１表
に、焼結体の物性値を第２表に示す。画表において、Ｎ
ｏ、欄にＯ印を付したものは本発明のものを示す。
ＯならびにＴｉＮ、ＴｉＣまたはＴ ｉ ＣＮを所定
の配合に秤量して、ボールミル（アルコール中）で７２
時間混合後、真空中で乾燥した。プレス成形後、窒素ガ
ス雰囲気中で常圧若しくは加圧により０．５〜５時間保
持して焼結した。焼結条件および焼結後の組成を第１表
に、焼結体の物性値を第２表に示す。画表において、Ｎ
ｏ、欄にＯ印を付したものは本発明のものを示す。
第２表
導電性サイアロン焼結体としては、密度比９５％以上、
比抵抗１．２Ｘ１０−”Ω・ｃ以下９曲げ強度５０ｋｇ
／ｕ”以上であることが望ましい。第１表および第２表
から明らかなように、魚１〜３においてはサイアロン相
の容量％が低すぎるため高密度比が得られず１曲げ強度
が不充分である。一方寛９においては、サイアロン相が
多すぎるため。
比抵抗１．２Ｘ１０−”Ω・ｃ以下９曲げ強度５０ｋｇ
／ｕ”以上であることが望ましい。第１表および第２表
から明らかなように、魚１〜３においてはサイアロン相
の容量％が低すぎるため高密度比が得られず１曲げ強度
が不充分である。一方寛９においては、サイアロン相が
多すぎるため。
Ｔ ｉ Ｎ 量が不足し、ＴｉＮ粒子相互の接触による
導電経路が得難くなり、比抵抗値が異常に大きい。
導電経路が得難くなり、比抵抗値が異常に大きい。
また患１２〜１５は焼結助剤であるＣａＯを主構成要素
とするガラス相の影響を表わすものであるが、 ｔ’ｈ
１２においてはガラス相が少なすぎるため各物性値が
何れも不充分な値である。一方階１５はガラス相が多す
ぎるため却って曲げ強度が低下している。次に隘１６〜
１８はＴｉＮの含有量の影響を示すもので、Ｎｌ１１６
．１７では含有量が不足するため、比抵抗値が異常に大
となり、一方魚１８では含有量が多すぎるため２曲げ強
度を著しく低下させる結果となっている。これらに対し
。
とするガラス相の影響を表わすものであるが、 ｔ’ｈ
１２においてはガラス相が少なすぎるため各物性値が
何れも不充分な値である。一方階１５はガラス相が多す
ぎるため却って曲げ強度が低下している。次に隘１６〜
１８はＴｉＮの含有量の影響を示すもので、Ｎｌ１１６
．１７では含有量が不足するため、比抵抗値が異常に大
となり、一方魚１８では含有量が多すぎるため２曲げ強
度を著しく低下させる結果となっている。これらに対し
。
隘欄に○印を付した本発明のものは、密度比、比抵抗お
よび曲げ強度の何れもが良好な値を示し。
よび曲げ強度の何れもが良好な値を示し。
前！ｔＪ］Ｉ電性サイアロン焼結体として必要な水準を
越えている。
越えている。
次にＮ１１２１〜２８は製造条件である焼結温度および
焼結圧力の影響を示すものである。まず寛２１において
は焼結温度が低すぎるため、密度比が不足すると共に曲
げ強度が不充分であり、一方隘２４は焼結温度が高すぎ
るため物性値が何れも不充分である。またＮ１２５は焼
結雰囲気ガス圧力が０．８ｋｇ／ｃｎｌで不足するため
、充分な物性値が得られていない。これらに対し、！１
ｋＬｇｌに○印を付した本発明方法のものによれば、何
れも良好な物性値を有する導電性サイアロン焼結体を得
られることを示している。
焼結圧力の影響を示すものである。まず寛２１において
は焼結温度が低すぎるため、密度比が不足すると共に曲
げ強度が不充分であり、一方隘２４は焼結温度が高すぎ
るため物性値が何れも不充分である。またＮ１２５は焼
結雰囲気ガス圧力が０．８ｋｇ／ｃｎｌで不足するため
、充分な物性値が得られていない。これらに対し、！１
ｋＬｇｌに○印を付した本発明方法のものによれば、何
れも良好な物性値を有する導電性サイアロン焼結体を得
られることを示している。
本願発明は以上記述のような構成および作用であるから
、耐酸化性、高温強度等に優れ、かつ種々の比抵抗をも
つ比較的複雑な形状の導電性サイアロン焼結体でも製造
が可能となり、放電加工による複雑形状の加工がより容
易に出来る。また比較的低い焼結温度で製造し得るため
、ＴｉＮ、ＴｉＣまたはＴｉ （Ｃ，Ｎ）の分解若し
くは酸化等による組成変動を抑制できるから、比抵抗が
均一であるサイアロン焼結体を得ることが出来る。この
ため、従来サイアロンが使用されていた強度材料分野以
外への用途２例えば、導電性を利用した加熱抵抗体等の
機能特性を活用した分野へのサイアロン焼結体の適用も
図れるようになるという効果がある。
、耐酸化性、高温強度等に優れ、かつ種々の比抵抗をも
つ比較的複雑な形状の導電性サイアロン焼結体でも製造
が可能となり、放電加工による複雑形状の加工がより容
易に出来る。また比較的低い焼結温度で製造し得るため
、ＴｉＮ、ＴｉＣまたはＴｉ （Ｃ，Ｎ）の分解若し
くは酸化等による組成変動を抑制できるから、比抵抗が
均一であるサイアロン焼結体を得ることが出来る。この
ため、従来サイアロンが使用されていた強度材料分野以
外への用途２例えば、導電性を利用した加熱抵抗体等の
機能特性を活用した分野へのサイアロン焼結体の適用も
図れるようになるという効果がある。
Claims (2)
- （１）主としてβ’型サイアロンおよび／またはα’型
サイアロンからなる相３０〜６５容量％と、Ｔｉの窒化
物、炭化物または炭窒化物固溶体からなる相３０容量％
を越え６０容量％以下と、残部をＣａＯを主構成要素と
するガラス相または冷却過程若しくは熱処理過程で生成
する結晶相４〜２０容量％から構成したことを特徴とす
る導電性サイアロン焼結体。 - （２）Ｓｉ＿３Ｎ＿４粉末、ＡｌＮまたはＡｌＮポリタ
イプ粉末、およびＣａＯ粉末からなる原料粉末に３０容
量％を越え６０容量％以下のＴｉの窒化物、炭化物また
は炭窒化物固溶体粉末を添加し、混合して成形した後、
この成形体を１５００〜１７００℃において常圧または
加圧窒素中で焼結することにより、β’型サイアロンお
よび／またはα′型サイアロンからなる相およびＴｉの
窒化物、炭化物または炭窒化物固溶体相とを主体とし、
残部がＣａＯを主構成要素とするガラス相または冷却過
程若しくは熱処理過程で生成した結晶相からなる焼結体
を得ることを特徴とする導電性サイアロン焼結体の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61110329A JPS62265178A (ja) | 1986-05-14 | 1986-05-14 | 導電性サイアロン焼結体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61110329A JPS62265178A (ja) | 1986-05-14 | 1986-05-14 | 導電性サイアロン焼結体およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62265178A true JPS62265178A (ja) | 1987-11-18 |
Family
ID=14532978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61110329A Pending JPS62265178A (ja) | 1986-05-14 | 1986-05-14 | 導電性サイアロン焼結体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62265178A (ja) |
-
1986
- 1986-05-14 JP JP61110329A patent/JPS62265178A/ja active Pending
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