JPS6270263A - 窒化硅素焼結体 - Google Patents
窒化硅素焼結体Info
- Publication number
- JPS6270263A JPS6270263A JP60209861A JP20986185A JPS6270263A JP S6270263 A JPS6270263 A JP S6270263A JP 60209861 A JP60209861 A JP 60209861A JP 20986185 A JP20986185 A JP 20986185A JP S6270263 A JPS6270263 A JP S6270263A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon nitride
- sintered body
- nitride sintered
- powder
- weight
- Prior art date
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- Granted
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は高密度、高硬度、高強度で、焼結性に優れた窒
化硅素焼結体に関する。
化硅素焼結体に関する。
従来から高温構造部材として使用するエンジニアリング
セラミックスのひとつとして、窒化硅素焼結体が注目さ
れている。
セラミックスのひとつとして、窒化硅素焼結体が注目さ
れている。
しかし、窒化硅素（Ｓｉ３Ｎ４）は焼結性が悪いという
欠点がある。即ち、窒化硅素は単独では焼結が困難であ
るため、焼結助剤として低融点化合物を添加、混合して
焼結することが行なわれている。
欠点がある。即ち、窒化硅素は単独では焼結が困難であ
るため、焼結助剤として低融点化合物を添加、混合して
焼結することが行なわれている。
このような焼結助剤としては、アルミニウム（Ａ７）、
マグネシウム（Ｍｇ） 、イツトリウム（Ｙ） 、ラン
タン（Ｌａ） 、セリウム（Ｃｅ）等のランタニド系希
土類元素、ベリリウム（Ｂｅ）、ジルコニウム（Ｚｒ）
等（７）酸化物の一種又は二種以上を使用することが
多い。
マグネシウム（Ｍｇ） 、イツトリウム（Ｙ） 、ラン
タン（Ｌａ） 、セリウム（Ｃｅ）等のランタニド系希
土類元素、ベリリウム（Ｂｅ）、ジルコニウム（Ｚｒ）
等（７）酸化物の一種又は二種以上を使用することが
多い。
このような焼結助剤を添加して製造された窒化硅素焼結
体であっても、高い抗折強度と高い硬度を合わせもつこ
とは困難であり、特に高温下で両方の特性を満たすもの
は殆んどなかった。
体であっても、高い抗折強度と高い硬度を合わせもつこ
とは困難であり、特に高温下で両方の特性を満たすもの
は殆んどなかった。
本発明は焼結性に優れ、緻密で高い抗折強度と高い硬度
を同時に満し、特に高温でのこれらの特性に侵れた窒化
硅素焼結体を提供することを目的とする。
を同時に満し、特に高温でのこれらの特性に侵れた窒化
硅素焼結体を提供することを目的とする。
本発明者等は、窒化硅素に酸素化ジルコニウムを添加す
ることによって、上記目的の窒化硅素焼結体が得られる
ことを見出し、本発明に到達したものである。
ることによって、上記目的の窒化硅素焼結体が得られる
ことを見出し、本発明に到達したものである。
即ち、本発明は、一般式 Ｚｒ０Ｎ（式中、−Ｘ Ｘ
０．０５≦ｘ≦０．９）で表わされる立方晶の酸素化ジ
ルコニウムを１重量弾ないし３０重量％の範囲で含有す
る窒化硅素焼結体を提供するものである。
ルコニウムを１重量弾ないし３０重量％の範囲で含有す
る窒化硅素焼結体を提供するものである。
酸窒化ジルコニウムは立方晶の酸化ジルコニウムの酸素
の一部を窒素が置換した形で固溶したちのであり、一般
式 ＺｒＯＮ で表わされる。式−Ｘ Ｘ 中のＸの値は０．０５以上且つ０．９１Ｒ’王でなけれ
ばならない。Ｘが０．０５未満では焼結性が悪く、緻密
な焼結体が得られず、更に酸室イビジルコニウム自体が
容易に酸化を受けて単斜晶の酸化ジルコニウム（ＺｒＯ
’ ）となるため焼結体にクラックが発生するからであ
る。又、Ｘが０．９を超えると、焼結時にガスが発生し
て焼結性が低下し、緻密化し難いためである。
の一部を窒素が置換した形で固溶したちのであり、一般
式 ＺｒＯＮ で表わされる。式−Ｘ Ｘ 中のＸの値は０．０５以上且つ０．９１Ｒ’王でなけれ
ばならない。Ｘが０．０５未満では焼結性が悪く、緻密
な焼結体が得られず、更に酸室イビジルコニウム自体が
容易に酸化を受けて単斜晶の酸化ジルコニウム（ＺｒＯ
’ ）となるため焼結体にクラックが発生するからであ
る。又、Ｘが０．９を超えると、焼結時にガスが発生し
て焼結性が低下し、緻密化し難いためである。
窒化硅素焼結体中における酸窒化ジルコニウムの含有量
を１〜３０重量％としたのは以下の理由による。即ち、
酸窒化ジルコニウムが１重量％未満では添加の効果がな
く、本発明の目的とする窒化硅素焼結体が得られない。
を１〜３０重量％としたのは以下の理由による。即ち、
酸窒化ジルコニウムが１重量％未満では添加の効果がな
く、本発明の目的とする窒化硅素焼結体が得られない。
又、３０重量％を超えると、得られる焼結体の耐酸化性
が劣化し、窒化硅素の重要な特徴を失なうから゛である
。
が劣化し、窒化硅素の重要な特徴を失なうから゛である
。
本発明の窒化硅素焼結体を製造するためには、Ｓｉ Ｎ
粉末にＺｒＯＮ （０，０５≦ｘ≦０．９）とな
る３ ４ ２−Ｘ ｚよ
うに所定量のＺｒＯ粉末とＺｒＮ粉末とを混合して焼結
するか、又は予じめＺｒＯＮ （０，０５≦ｘ≦−Ｘ
Ｘ ０．９）を合成し、この粉末をＳｉ Ｎ 粉末と混合し
て焼結しても良い。
粉末にＺｒＯＮ （０，０５≦ｘ≦０．９）とな
る３ ４ ２−Ｘ ｚよ
うに所定量のＺｒＯ粉末とＺｒＮ粉末とを混合して焼結
するか、又は予じめＺｒＯＮ （０，０５≦ｘ≦−Ｘ
Ｘ ０．９）を合成し、この粉末をＳｉ Ｎ 粉末と混合し
て焼結しても良い。
焼結を促進するために、従来から使用されていた焼結助
剤を添加することも有効である。焼結助剤としては、イ
ツトリウム、アルミニウム、マグネシウム、ベリリウム
及びランタン系元素の酸化物、窒化物などを通常の添加
量で使用できる。特に、ＹＯ及びＭｇＯを焼結助剤とし
て０．１〜２０重量％含有する本発明の窒化硅素焼結体
は極めて緻密である。
剤を添加することも有効である。焼結助剤としては、イ
ツトリウム、アルミニウム、マグネシウム、ベリリウム
及びランタン系元素の酸化物、窒化物などを通常の添加
量で使用できる。特に、ＹＯ及びＭｇＯを焼結助剤とし
て０．１〜２０重量％含有する本発明の窒化硅素焼結体
は極めて緻密である。
実施例１
下表に示す組成でＳｉ Ｎ 粉末、ＺｒＯ粉末、ＺｒＮ
粉末及び焼結助剤を混合し、得られた混合粉末を、空気
雰囲気中において１８００ Ｃ及び２００”９７ｍの圧
力でホットプレスした。
粉末及び焼結助剤を混合し、得られた混合粉末を、空気
雰囲気中において１８００ Ｃ及び２００”９７ｍの圧
力でホットプレスした。
得られた焼結体の特性を下表に合わせて記載した。理論
密度比はアルキメデス法により測定した密度の理論密度
に対する比である。硬度はロックウェル硬度を示した。
密度比はアルキメデス法により測定した密度の理論密度
に対する比である。硬度はロックウェル硬度を示した。
尚、下表中のＸ値とは各実施例での酸窒化ジルコニウム
の一般式ｚｒｏＮ におけるＸの値ヲ意−Ｘ Ｘ 味する。
の一般式ｚｒｏＮ におけるＸの値ヲ意−Ｘ Ｘ 味する。
試料１は酸窒化ジルコニウムを含有せず、ＺｒＯ２を含
有する窒化硅素焼結体であり、理論密度比、硬度ともに
不充分である。試料４は酸窒化ジルコニウムの含有量が
３０重量％を超えており、表示の如く焼結性及び硬度と
も低いことに加えて耐酸化性も劣る。試料５はＸ値が０
．９を超えている為に、焼結性が悪く緻密化が困難であ
り、硬度も不充分である。
有する窒化硅素焼結体であり、理論密度比、硬度ともに
不充分である。試料４は酸窒化ジルコニウムの含有量が
３０重量％を超えており、表示の如く焼結性及び硬度と
も低いことに加えて耐酸化性も劣る。試料５はＸ値が０
．９を超えている為に、焼結性が悪く緻密化が困難であ
り、硬度も不充分である。
試料２．３．６．７．８は本発明の範囲に含まれるもの
であって、いずれも焼結密度が高く極めて緻密であり、
硬度も十分に高いものである。
であって、いずれも焼結密度が高く極めて緻密であり、
硬度も十分に高いものである。
実施例２
この実施例では別途合成した酸窒化ジルコニウムを用い
て焼結体を製造した例を示す。
て焼結体を製造した例を示す。
ＺｒＯ粉末とＺｒＮ粉末を等モルで混合し、１７００Ｃ
で１時間加熱した後、生成物を粉砕し、酸窒化ジルコニ
ウムＺｒＯＮ の粉末を得た。
で１時間加熱した後、生成物を粉砕し、酸窒化ジルコニ
ウムＺｒＯＮ の粉末を得た。
１．５ ０．５
Ｓｉ Ｎ 粉末（α型、平均粒径０．５μｍ）に、１０
重量％のＺｒＯＮ 粉末及び５重量％のＹＯ粉！、５
０．５
２３末を添加、混合し、型押した後、窒素ガス５気圧
中において１８００ Ｃで２時間焼結した。得られた焼
結体は理論密度比９９％、ロックウェル硬度９３、及び
平均抗折力１）０φｍであった。
重量％のＺｒＯＮ 粉末及び５重量％のＹＯ粉！、５
０．５
２３末を添加、混合し、型押した後、窒素ガス５気圧
中において１８００ Ｃで２時間焼結した。得られた焼
結体は理論密度比９９％、ロックウェル硬度９３、及び
平均抗折力１）０φｍであった。
本発明によれば、焼結性に優れ、従って焼結助剤を用い
なくても極めて緻密であり、高い抗折強度と高い硬度と
を合わせ持つ窒化硅素焼結体が得られる。
なくても極めて緻密であり、高い抗折強度と高い硬度と
を合わせ持つ窒化硅素焼結体が得られる。
Claims (2)
- （１）一般式ＺｒＯ＿２＿−＿ｘＮ＿ｘ （式中、０．０５≦ｘ≦０．９） で表わされる立方晶の酸窒化ジルコニウムを１重量％な
いし３０重量％含有することを特徴とする窒化硅素焼結
体。 - （２）焼結助剤としてＹ＿２Ｏ＿３、ＭｇＯの少なくと
も一種を０．１重量％ないし２０重量％、及び 一般式 ＺｒＯ＿２＿−＿ｘＮ＿ｘ （式中、０．０５≦ｘ≦０．９） で表わされる立方晶の酸窒化ジルコニウムを１重量％な
いし３０重量％、及び残部の窒化硅素とからなる窒化硅
素焼結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60209861A JPS6270263A (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | 窒化硅素焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60209861A JPS6270263A (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | 窒化硅素焼結体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6270263A true JPS6270263A (ja) | 1987-03-31 |
| JPH055781B2 JPH055781B2 (ja) | 1993-01-25 |
Family
ID=16579837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60209861A Granted JPS6270263A (ja) | 1985-09-20 | 1985-09-20 | 窒化硅素焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6270263A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59146981A (ja) * | 1983-02-09 | 1984-08-23 | 日本碍子株式会社 | 窒化珪素焼結体およびその製造法 |
-
1985
- 1985-09-20 JP JP60209861A patent/JPS6270263A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59146981A (ja) * | 1983-02-09 | 1984-08-23 | 日本碍子株式会社 | 窒化珪素焼結体およびその製造法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH055781B2 (ja) | 1993-01-25 |
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