JPS6236991B2 - - Google Patents
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- JPS6236991B2 JPS6236991B2 JP57165634A JP16563482A JPS6236991B2 JP S6236991 B2 JPS6236991 B2 JP S6236991B2 JP 57165634 A JP57165634 A JP 57165634A JP 16563482 A JP16563482 A JP 16563482A JP S6236991 B2 JPS6236991 B2 JP S6236991B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sialon
- sintered body
- silicon nitride
- thermal shock
- shock resistance
- Prior art date
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- Expired
Links
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Description
本発明は、α−サイアロン焼結体の特性の改良
に関するものである。 α−サイアロンは、一般式Mx（Si、Al）12
（Ｏ、Ｎ）16（Ｍは金属元素、０＜ｘ２）で表
わされるセラミツクであり、その構成はSi3N4、
Al2O3、AlNの固溶体とされる。製造方法として
出発原料をSi3N4、Al2O3、AlNとするか、Si、
Al、SiO2、あるいはこれらを含む物質（例えば
シラス）を出発原料の一部に用いることも提起さ
れている。 サイアロンは、高耐熱性、高耐酸化性ならびに
高耐摩耗性を有し、最近の高温高強度構造体を目
的とするエンジニアリングセラミツクスとして注
目される。 本発明は、サイアロンの品質をさらに高めるた
めに研究した結果その出発原料配合中に窒化けい
素ウイスカーを含有させると熱衝撃抵抗を増大さ
せることに非常な効果のあることを見出したもの
である。 セラミツクス焼結体の破壊じん性はその微構造
に影響され、柱状（針状、繊維状）粒子が破壊じ
ん性向上に最も有効であることが知られている。 窒化けい素焼結体では、原料中のα／β比や焼
結条件により、アスペクト比の大きい粒子が作ら
れ破壊じん性が大巾に向上することが知られてい
る。 通常のα−サイアロンは等軸粒状結晶の集合組
織よりなつており、その破壊じん性を高めるため
の柱状結晶化が待たれていた。 本発明は、α−サイアロンの出発原料配合中に
窒化けい素ウイスカーを含有させることによりα
−サイアロンの針状結晶を生成させ、破壊じん性
の向上により、熱衝撃抵抗を増大させることに非
常な効果のあることを見出したものである。 本発明をわかりやすくするため、以下に実施例
にもとづいて説明する。 まず、α−サイアロンの強化に関して、つぎの
ような実験成果を得た。 Mx（Si9.3、Al2.7）（Ｏ0.9、Ｎ15.1）を満たすも
のを考え、ＭとしてCa、Ｙ、Ce、Nd、La、Prを
用い、原料混合物をホツトプレスして得られた焼
結体について検討した。 原料の調整は、α−サイアロンの上式を満足す
る配合比率を決定し、所定のAlN、Si3N4およ
び、各種酸化物を精秤した後、アセトン溶媒中で
超音波分散を行ない、赤外線にて乾操させた。 （ただし、Si3N4は粉末80wt％、ウイスカー20wt
％からなるものとする。） 使用原料の純度について第１表に示す。
に関するものである。 α−サイアロンは、一般式Mx（Si、Al）12
（Ｏ、Ｎ）16（Ｍは金属元素、０＜ｘ２）で表
わされるセラミツクであり、その構成はSi3N4、
Al2O3、AlNの固溶体とされる。製造方法として
出発原料をSi3N4、Al2O3、AlNとするか、Si、
Al、SiO2、あるいはこれらを含む物質（例えば
シラス）を出発原料の一部に用いることも提起さ
れている。 サイアロンは、高耐熱性、高耐酸化性ならびに
高耐摩耗性を有し、最近の高温高強度構造体を目
的とするエンジニアリングセラミツクスとして注
目される。 本発明は、サイアロンの品質をさらに高めるた
めに研究した結果その出発原料配合中に窒化けい
素ウイスカーを含有させると熱衝撃抵抗を増大さ
せることに非常な効果のあることを見出したもの
である。 セラミツクス焼結体の破壊じん性はその微構造
に影響され、柱状（針状、繊維状）粒子が破壊じ
ん性向上に最も有効であることが知られている。 窒化けい素焼結体では、原料中のα／β比や焼
結条件により、アスペクト比の大きい粒子が作ら
れ破壊じん性が大巾に向上することが知られてい
る。 通常のα−サイアロンは等軸粒状結晶の集合組
織よりなつており、その破壊じん性を高めるため
の柱状結晶化が待たれていた。 本発明は、α−サイアロンの出発原料配合中に
窒化けい素ウイスカーを含有させることによりα
−サイアロンの針状結晶を生成させ、破壊じん性
の向上により、熱衝撃抵抗を増大させることに非
常な効果のあることを見出したものである。 本発明をわかりやすくするため、以下に実施例
にもとづいて説明する。 まず、α−サイアロンの強化に関して、つぎの
ような実験成果を得た。 Mx（Si9.3、Al2.7）（Ｏ0.9、Ｎ15.1）を満たすも
のを考え、ＭとしてCa、Ｙ、Ce、Nd、La、Prを
用い、原料混合物をホツトプレスして得られた焼
結体について検討した。 原料の調整は、α−サイアロンの上式を満足す
る配合比率を決定し、所定のAlN、Si3N4およ
び、各種酸化物を精秤した後、アセトン溶媒中で
超音波分散を行ない、赤外線にて乾操させた。 （ただし、Si3N4は粉末80wt％、ウイスカー20wt
％からなるものとする。） 使用原料の純度について第１表に示す。
【表】
つぎに、配合比率を第２表に示す。
【表】
各々の混合粉末は、N2ふん囲気中1700℃1hrホ
ツトプレスされた。（加圧条件：20MN／m2焼結
体寸法：50φ×10〜15tmm） 各々の焼結体の加圧焼成条件、嵩密度、Ｘ線回
折より同定した組成を第３表に示す。（ただし、
嵩密度測定用試料の表面は、＃600以上の研摩仕
上げとなつている。）
ツトプレスされた。（加圧条件：20MN／m2焼結
体寸法：50φ×10〜15tmm） 各々の焼結体の加圧焼成条件、嵩密度、Ｘ線回
折より同定した組成を第３表に示す。（ただし、
嵩密度測定用試料の表面は、＃600以上の研摩仕
上げとなつている。）
【表】
上記結果より、α−サイアロンとして格子間に
侵入型固溶する金属はCa、Ｙ、Nd、Prであり
Ce、Laは固溶しないことが明らかとなつた。 得られた焼結体より、３×３×40mmの角柱状試
片を切り出し、表面研摩を行なつた後、三点曲げ
強度試験に供した。 第４表に室温での各各焼結体試片の曲げ強度測
定値および、平均値（Ｎ＝３：）を示す。
侵入型固溶する金属はCa、Ｙ、Nd、Prであり
Ce、Laは固溶しないことが明らかとなつた。 得られた焼結体より、３×３×40mmの角柱状試
片を切り出し、表面研摩を行なつた後、三点曲げ
強度試験に供した。 第４表に室温での各各焼結体試片の曲げ強度測
定値および、平均値（Ｎ＝３：）を示す。
【表】
得られた焼結体より、30×５×１mmの試片を切
り出し、表面研摩を行なつた後、温度差による熱
衝撃抵抗試験に供した。 本実験において、熱衝撃抵抗は、1000℃に保持
された炉内で、試料を10min加熱した後、水中
（13℃）に投入する。この操作を繰り返し行なう
ことによつて、試片が完全に破壊した時の回数を
熱衝撃抵抗として表わしたものである。 第５表に、測定結果を示す。
り出し、表面研摩を行なつた後、温度差による熱
衝撃抵抗試験に供した。 本実験において、熱衝撃抵抗は、1000℃に保持
された炉内で、試料を10min加熱した後、水中
（13℃）に投入する。この操作を繰り返し行なう
ことによつて、試片が完全に破壊した時の回数を
熱衝撃抵抗として表わしたものである。 第５表に、測定結果を示す。
【表】
ウイスカー無添加のCa−α−サイアロン焼結
体は、上記方法により10回にて破壊した。これよ
り、ウイスカーを添加すれば、熱衝撃抵抗は、約
５倍改善されたことが明らかである。 なお、Ca−α−サイアロン焼結体のビツカー
ス硬度を比較したところ、窒化けい素ウイスカー
無添加のものが1260に対して、窒化けい素ウイス
カーを14.59％添加したものは、2290の値を示
し、硬度が著しく向上することも明らかとなつ
た。 以上、実施例によつて、窒化けい素ウイスカー
の原料配合中に含有させると、α−サイアロン焼
結体は、ウイスカーを添加しないものよりはるか
に熱衝撃抵抗のすぐれたものとなり、エンジニア
リングセラミツクスとして、幅広い用途が期待で
きる。
体は、上記方法により10回にて破壊した。これよ
り、ウイスカーを添加すれば、熱衝撃抵抗は、約
５倍改善されたことが明らかである。 なお、Ca−α−サイアロン焼結体のビツカー
ス硬度を比較したところ、窒化けい素ウイスカー
無添加のものが1260に対して、窒化けい素ウイス
カーを14.59％添加したものは、2290の値を示
し、硬度が著しく向上することも明らかとなつ
た。 以上、実施例によつて、窒化けい素ウイスカー
の原料配合中に含有させると、α−サイアロン焼
結体は、ウイスカーを添加しないものよりはるか
に熱衝撃抵抗のすぐれたものとなり、エンジニア
リングセラミツクスとして、幅広い用途が期待で
きる。
Claims (1)
- １ 一般式Mx（Si、Al）12（Ｏ、Ｎ）16（Ｍは金
属元素、０＜ｘ２）で表されるα−サイアロン
焼結体において、その出発原料配合中に窒化けい
素ウイスカーを１重量部以上30重量部以下含有さ
せることを特徴とするα−サイアロン焼結体の製
造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57165634A JPS5954677A (ja) | 1982-09-21 | 1982-09-21 | α−サイアロン焼結体の改良 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57165634A JPS5954677A (ja) | 1982-09-21 | 1982-09-21 | α−サイアロン焼結体の改良 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5954677A JPS5954677A (ja) | 1984-03-29 |
| JPS6236991B2 true JPS6236991B2 (ja) | 1987-08-10 |
Family
ID=15816085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57165634A Granted JPS5954677A (ja) | 1982-09-21 | 1982-09-21 | α−サイアロン焼結体の改良 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5954677A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS605079A (ja) * | 1983-06-23 | 1985-01-11 | 三菱マテリアル株式会社 | サイアロン基セラミツクスの製造法 |
| SE451581B (sv) * | 1984-04-06 | 1987-10-19 | Sandvik Ab | Keramiskt material huvudsakligen baserat pa kiselnitrid, aluminiumnitrid och aluminiumoxid |
| JPS60246268A (ja) * | 1984-05-23 | 1985-12-05 | 三菱マテリアル株式会社 | サイアロン基セラミツクス |
| JPS61291463A (ja) * | 1985-06-17 | 1986-12-22 | 日本特殊陶業株式会社 | 高靭性セラミツク工具用材料 |
| FR2586246B1 (fr) * | 1985-08-19 | 1991-04-05 | Aerospatiale | Matiere ceramique frittee a filaments de renforcement et procede pour la fabrication d'une telle matiere |
| JPS63100072A (ja) * | 1986-10-17 | 1988-05-02 | 宇部興産株式会社 | ウイスカ−強化サイアロン基焼結体の製法 |
| JP2579322B2 (ja) * | 1987-09-01 | 1997-02-05 | 株式会社リケン | 炭化チタン／炭化珪素ウイスカー／ジルコニア系複合焼結体及びその製造方法 |
| EP0497355B1 (en) * | 1991-01-30 | 1995-12-06 | Ngk Spark Plug Co., Ltd | Method for preparing silicon nitride based ceramics |
| US5656217A (en) * | 1994-09-13 | 1997-08-12 | Advanced Composite Materials Corporation | Pressureless sintering of whisker reinforced alumina composites |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5692180A (en) * | 1979-12-27 | 1981-07-25 | Sumitomo Electric Industries | Manufacture of silicon nitride whisker reinforced silicon nitride sintered body |
| JPS56129667A (en) * | 1980-03-12 | 1981-10-09 | Kagaku Gijutsucho Mukizai | Manufacture of alpha-sialon sintered body |
-
1982
- 1982-09-21 JP JP57165634A patent/JPS5954677A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5692180A (en) * | 1979-12-27 | 1981-07-25 | Sumitomo Electric Industries | Manufacture of silicon nitride whisker reinforced silicon nitride sintered body |
| JPS56129667A (en) * | 1980-03-12 | 1981-10-09 | Kagaku Gijutsucho Mukizai | Manufacture of alpha-sialon sintered body |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5954677A (ja) | 1984-03-29 |
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