JPS62275071A - 強靭性サイアロン - Google Patents
強靭性サイアロンInfo
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- JPS62275071A JPS62275071A JP61117945A JP11794586A JPS62275071A JP S62275071 A JPS62275071 A JP S62275071A JP 61117945 A JP61117945 A JP 61117945A JP 11794586 A JP11794586 A JP 11794586A JP S62275071 A JPS62275071 A JP S62275071A
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- Pending
Links
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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】
３、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に関するものであり。
特にｄ／ｆｒ混和サイアロンを改良した強靭性サイアロ
ンに関するものである。
ンに関するものである。
従来からサイアロン焼結体は、高温強度および耐酸化性
に優れ、かつ熱膨張係数が小さく耐熱衝撃性が非常に大
きい等の利点があるため、近年各方面の分野において利
用されている。上記サイアロンのうち一般式Ｓｉ、２Ａ
／２Ｑ□Ｎ８−□で表わされるｒサイアロンは比較的靭
性に冨み、また一般式Ｍｘ （ｓ ｉ、ＡＮＬｚ （
０，Ｎｂ２ （Ｍはランタニド系金属元素）で表わさ
れるｄサイアロンは比較的硬度が高い。従って上記両者
の特性に応じて耐熱構造材料若しくは切削工具材料等の
用途に適用されていた。しかしながら近年の技術の多様
化に伴ない、靭性と硬度との両特性を同時に満足させる
要請が多くなり、ｄ／β′混和サイアロンが使用される
ようになってきている。この（Ｘ’／ｆｊ’混相サイア
ロンの製造には、Ｓｉ３Ｎ、、ＡＡＮおよびＹ ｚ Ｏ
３原料粉末を混合して成形し１ この成形体を加圧下若
しくは非加圧下において保護雰囲気内で焼結する手段を
採用している。
に優れ、かつ熱膨張係数が小さく耐熱衝撃性が非常に大
きい等の利点があるため、近年各方面の分野において利
用されている。上記サイアロンのうち一般式Ｓｉ、２Ａ
／２Ｑ□Ｎ８−□で表わされるｒサイアロンは比較的靭
性に冨み、また一般式Ｍｘ （ｓ ｉ、ＡＮＬｚ （
０，Ｎｂ２ （Ｍはランタニド系金属元素）で表わさ
れるｄサイアロンは比較的硬度が高い。従って上記両者
の特性に応じて耐熱構造材料若しくは切削工具材料等の
用途に適用されていた。しかしながら近年の技術の多様
化に伴ない、靭性と硬度との両特性を同時に満足させる
要請が多くなり、ｄ／β′混和サイアロンが使用される
ようになってきている。この（Ｘ’／ｆｊ’混相サイア
ロンの製造には、Ｓｉ３Ｎ、、ＡＡＮおよびＹ ｚ Ｏ
３原料粉末を混合して成形し１ この成形体を加圧下若
しくは非加圧下において保護雰囲気内で焼結する手段を
採用している。
上記α′／ｆ混相サイアロン製造の場合には、Ｙ２Ｏ３
７ＡＩＮのモル比が論理上１／９の線上にあり、この線
上においては、ｄおよびｒとも各々０〜１００％の間で
自由に変えられる筈である。しかしながら、硬度を高（
する目的でｄを２０容量％以上にする場合には、ホット
プレス若しくは熱間静水圧→°レス（ＨＩ Ｐ）を使用
しないとｄサイアロンの量を正確に制御することができ
ない。従って所望の比率のα’／Ｆ混相サイアロンを製
造することが困難であり、また一方ホットプレス若しく
はＨＩＰによるときには、複雑形状品や大型成形品の製
造が困難であると共にコスト高になる等の問題点がある
。
７ＡＩＮのモル比が論理上１／９の線上にあり、この線
上においては、ｄおよびｒとも各々０〜１００％の間で
自由に変えられる筈である。しかしながら、硬度を高（
する目的でｄを２０容量％以上にする場合には、ホット
プレス若しくは熱間静水圧→°レス（ＨＩ Ｐ）を使用
しないとｄサイアロンの量を正確に制御することができ
ない。従って所望の比率のα’／Ｆ混相サイアロンを製
造することが困難であり、また一方ホットプレス若しく
はＨＩＰによるときには、複雑形状品や大型成形品の製
造が困難であると共にコスト高になる等の問題点がある
。
本発明は上記従来の技術に存在する問題点を解消し、常
圧焼結によってｄサイアロンの量の調整が可能であるよ
うなｄ／Ｆ混和強靭性サイアロンを提供することを目的
とするものである。
圧焼結によってｄサイアロンの量の調整が可能であるよ
うなｄ／Ｆ混和強靭性サイアロン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１本発明では、ｄサイアロ
ン相とβ′サイアロン相とが混在するα′／ｒ混相サイ
アロンにおいて、Ｙ２Ｏ３／ＡＩＮのモル比を１／９〜
？ ／ ３ 、Ｓ １３Ｎ４の（Ｓ ｉ ３ Ｎ ａ＋
ＹｚＯｚ ＋ＡＩＮ）に対するモル比を５０〜７５％お
よびＣｊ／＜ｄ＋＃）を２０％以上とする。
ン相とβ′サイアロン相とが混在するα′／ｒ混相サイ
アロンにおいて、Ｙ２Ｏ３／ＡＩＮのモル比を１／９〜
？ ／ ３ 、Ｓ １３Ｎ４の（Ｓ ｉ ３ Ｎ ａ＋
ＹｚＯｚ ＋ＡＩＮ）に対するモル比を５０〜７５％お
よびＣｊ／＜ｄ＋＃）を２０％以上とする。
という技術的手段を採用したのである。
本発明においてＹ２Ｏ３／ＡＩＮのモル比を。
理論値１／９以上とした。すなわちＹ２Ｏ３過剰側にし
た理由は次の通りである。焼結によりＹ２Ｏ、中のＹは
ｄサイアロン粒子中に固溶するのであるが、上記理論値
１／９はすべてのＹがｄサイアロン粒子を生成するため
に消費されるものとして設定された値である。しかしな
がら実際にはｄサイアロン粒子間の粒界にはガラス相が
形成されており、このガラス相中にＹ元素が存在するの
が認められる。従ってｄサイアロン粒子を完全に生成す
るためには、上記ガラス相に消費される分のＹ２Ｏ，を
見込む必要があり、上記モル比はＹ２Ｏ３過剰側、すな
わち１／９以上とする必要がある。一方上記モル比が７
／３より大きくなると。
た理由は次の通りである。焼結によりＹ２Ｏ、中のＹは
ｄサイアロン粒子中に固溶するのであるが、上記理論値
１／９はすべてのＹがｄサイアロン粒子を生成するため
に消費されるものとして設定された値である。しかしな
がら実際にはｄサイアロン粒子間の粒界にはガラス相が
形成されており、このガラス相中にＹ元素が存在するの
が認められる。従ってｄサイアロン粒子を完全に生成す
るためには、上記ガラス相に消費される分のＹ２Ｏ，を
見込む必要があり、上記モル比はＹ２Ｏ３過剰側、すな
わち１／９以上とする必要がある。一方上記モル比が７
／３より大きくなると。
Ｋサイアロンの量が多（なり、ｄ≧２０％を維持できな
くなって硬度が低下するため不都合である。
くなって硬度が低下するため不都合である。
次にｓｉ３Ｎ４の全量に対するモル比は５０〜７５％と
するのであるが、このモル比が５０％より小であると、
硬度はＨｖ＝１０００であるＡＩＮの量が増加するため
、またはＹ２Ｏ：ｌ ＋ＡＩＮで形成するガラス相が増
加するため２硬度が不足して強靭性サイアロンとしての
機能を保持できない。
するのであるが、このモル比が５０％より小であると、
硬度はＨｖ＝１０００であるＡＩＮの量が増加するため
、またはＹ２Ｏ：ｌ ＋ＡＩＮで形成するガラス相が増
加するため２硬度が不足して強靭性サイアロンとしての
機能を保持できない。
また上記モル比が７５％を越えるとｒサイアロンの量が
増加してα′ササ４フン≧２０％を維持できないため不
都合である。
増加してα′ササ４フン≧２０％を維持できないため不
都合である。
更にｄサイアロン単独では硬度Ｈｖ＝１７００を示すが
２強靭性サイアロンとしては硬度）（ｖは１４００以上
が必要である。上記硬度水準を保持するためには、ｄサ
イアロンは２０％以上存在させる必要がある。
２強靭性サイアロンとしては硬度）（ｖは１４００以上
が必要である。上記硬度水準を保持するためには、ｄサ
イアロンは２０％以上存在させる必要がある。
なお本発明の強靭性サイアロンの製造に際しては、原料
粉末の調製にボールミル、アトライター等の機器を使用
するが、上記調製中に機器部材を構成する材料であるＡ
ｌ２Ｏ３が摩耗、剥落等によって原料粉末中に混入する
のが一般である。しかしながらＡｌ２Ｏ，の量は０．１
〜１０重量％であれば２強靭性サイアロンとして必要な
特性には影響しない。
粉末の調製にボールミル、アトライター等の機器を使用
するが、上記調製中に機器部材を構成する材料であるＡ
ｌ２Ｏ３が摩耗、剥落等によって原料粉末中に混入する
のが一般である。しかしながらＡｌ２Ｏ，の量は０．１
〜１０重量％であれば２強靭性サイアロンとして必要な
特性には影響しない。
Ｓｉ３Ｎ４．ＡｆＮおよびＹ２Ｏ３の原料粉末を表に示
す組成比に配合し、有機溶剤中でボールミル混合後、真
空乾燥してプレス成形後、１気圧の窒素ガス雲囲気中で
１８００℃の温度に３時間保持して焼結体を作成した。
す組成比に配合し、有機溶剤中でボールミル混合後、真
空乾燥してプレス成形後、１気圧の窒素ガス雲囲気中で
１８００℃の温度に３時間保持して焼結体を作成した。
この焼結体の物性値を前記の表に併記して示す。なお表
中の尚欄にＯ印を付したものは２本発明のものを示して
いる。
中の尚欄にＯ印を付したものは２本発明のものを示して
いる。
（以下余臼９
強靭性サイアロンとしては、ｄ／ｌｘ’＋β′が２０％
以上および硬さＨｖが１４００以上であることが必要で
ある。
以上および硬さＨｖが１４００以上であることが必要で
ある。
表から明らかなように、まず寛１〜２はＳｉ３Ｎ４が４
５モル％であるため、 Ｙ２ＣｈおよびＡｌｘの量が多
く、すなわちガラス相が多く生成されるため硬さが１４
００未満である。次に寛３〜８はＳｉ３Ｎ４が５０モル
％のものにおいて、Ｙ２Ｃｈ／ＡＮＮのモル比を変えた
ものであるが、寛３においては上記モル比が小さく、す
なわちＹ２Ｏ３が少ないため、α′サイアロンの生成量
が少なく、硬さ）（ｖが１３６０に留まっている。また
階８においては、上記モル比が大きいため、β′サイア
ロンが多くなり、α′サイアロンが１７％に留まり、硬
さＨｖの値が小さい。またｔｔ９．１４．１５および２
０についても上記同様の現象が認められる。なおＮ１２
１．２２に示すものは、５ｉ３Ｎｎのモル比が８０％で
あるが、この場合にはｒサイアロンのみが存在し、α′
サイアロンがＯとなり。
５モル％であるため、 Ｙ２ＣｈおよびＡｌｘの量が多
く、すなわちガラス相が多く生成されるため硬さが１４
００未満である。次に寛３〜８はＳｉ３Ｎ４が５０モル
％のものにおいて、Ｙ２Ｃｈ／ＡＮＮのモル比を変えた
ものであるが、寛３においては上記モル比が小さく、す
なわちＹ２Ｏ３が少ないため、α′サイアロンの生成量
が少なく、硬さ）（ｖが１３６０に留まっている。また
階８においては、上記モル比が大きいため、β′サイア
ロンが多くなり、α′サイアロンが１７％に留まり、硬
さＨｖの値が小さい。またｔｔ９．１４．１５および２
０についても上記同様の現象が認められる。なおＮ１２
１．２２に示すものは、５ｉ３Ｎｎのモル比が８０％で
あるが、この場合にはｒサイアロンのみが存在し、α′
サイアロンがＯとなり。
硬さ）（ｖは何れも１４００未満の値である。これらに
対して、隘欄にＯ印を付したものは、何れもｄ／α′＋
ｆが２０％以上であり、硬さ）（ｖの値は１４００以上
を示し２強靭性サイアロンとして必要な水準を越えてい
ることがわかる。
対して、隘欄にＯ印を付したものは、何れもｄ／α′＋
ｆが２０％以上であり、硬さ）（ｖの値は１４００以上
を示し２強靭性サイアロンとして必要な水準を越えてい
ることがわかる。
本発明の強靭性サイアロンは２以上記述のような構成お
よび作用であるから、従来においてはホットプレス若し
くは熱間静水圧プレスによらなければ、所望の比率のｄ
／ Ｂ’ ？ｊ％相サイアロンが製造できなかった欠
点を解消し、常圧焼結によってｄサイアロンの量の調整
が可能となるため、所望の比率のｄ／Ｂ’混和強靭性サ
イアロンを得ることができる。更に複雑形状品や大型焼
結晶であっても比較的容易に製造できるという効果があ
る。
よび作用であるから、従来においてはホットプレス若し
くは熱間静水圧プレスによらなければ、所望の比率のｄ
／ Ｂ’ ？ｊ％相サイアロンが製造できなかった欠
点を解消し、常圧焼結によってｄサイアロンの量の調整
が可能となるため、所望の比率のｄ／Ｂ’混和強靭性サ
イアロンを得ることができる。更に複雑形状品や大型焼
結晶であっても比較的容易に製造できるという効果があ
る。
Claims (1)
- α’サイアロン相とβ’サイアロン相とが混在するα
’／β’混相サイアロンにおいて、Ｙ＿２Ｏ＿３／Ａｌ
Ｎのモル比を１／９〜７／３、Ｓｉ＿３Ｎ＿４の（Ｓｉ
＿３Ｎ＿４＋Ｙ＿２Ｏ＿３＋ＡｌＮ）に対するモル比を
５０〜７５％およびα’／（α’＋β’）を２０％以上
としたことを特徴とする強靭性サイアロン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61117945A JPS62275071A (ja) | 1986-05-22 | 1986-05-22 | 強靭性サイアロン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61117945A JPS62275071A (ja) | 1986-05-22 | 1986-05-22 | 強靭性サイアロン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62275071A true JPS62275071A (ja) | 1987-11-30 |
Family
ID=14724117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61117945A Pending JPS62275071A (ja) | 1986-05-22 | 1986-05-22 | 強靭性サイアロン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62275071A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014003150A1 (ja) * | 2012-06-27 | 2014-01-03 | 京セラ株式会社 | サイアロン焼結体およびこれを用いた耐磨耗性部品 |
| WO2014092021A1 (ja) * | 2012-12-14 | 2014-06-19 | 株式会社東芝 | 窒化珪素焼結体およびそれを用いた摺動部材 |
-
1986
- 1986-05-22 JP JP61117945A patent/JPS62275071A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014003150A1 (ja) * | 2012-06-27 | 2014-01-03 | 京セラ株式会社 | サイアロン焼結体およびこれを用いた耐磨耗性部品 |
| JPWO2014003150A1 (ja) * | 2012-06-27 | 2016-06-02 | 京セラ株式会社 | サイアロン焼結体およびこれを用いた耐磨耗性部品 |
| WO2014092021A1 (ja) * | 2012-12-14 | 2014-06-19 | 株式会社東芝 | 窒化珪素焼結体およびそれを用いた摺動部材 |
| JPWO2014092021A1 (ja) * | 2012-12-14 | 2017-01-12 | 株式会社東芝 | 窒化珪素焼結体およびそれを用いた摺動部材 |
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