JPS6287463A - 窒化ケイ素系導電性セラミツクス - Google Patents
窒化ケイ素系導電性セラミツクスInfo
- Publication number
- JPS6287463A JPS6287463A JP60226961A JP22696185A JPS6287463A JP S6287463 A JPS6287463 A JP S6287463A JP 60226961 A JP60226961 A JP 60226961A JP 22696185 A JP22696185 A JP 22696185A JP S6287463 A JPS6287463 A JP S6287463A
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- JP
- Japan
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- silicon nitride
- parts
- weight
- oxide
- strength
- Prior art date
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- Pending
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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〕
本発明は窒化ケイ素系導電性セラミックスに係り、特に
、高強度を有して構造用途にも使用できる窒化ケイ素系
導電性セラミックスに関する。
、高強度を有して構造用途にも使用できる窒化ケイ素系
導電性セラミックスに関する。
酸化性雰囲気で使用できかつ機械的強度が大きい導電性
材料として、導電性は良好であるが焼結しに（く耐酸化
性に劣る周期律表第ＩＶａ、Ｖａ。
材料として、導電性は良好であるが焼結しに（く耐酸化
性に劣る周期律表第ＩＶａ、Ｖａ。
ＶＩａ族遷移元素の窒化物の微細な粒子を、絶縁体では
あるが、機械的強度が大きく耐酸化性が良好な窒化ケイ
素中に分散混合した焼結体が提案されている（特開昭６
０−３３２６５号公報）。
あるが、機械的強度が大きく耐酸化性が良好な窒化ケイ
素中に分散混合した焼結体が提案されている（特開昭６
０−３３２６５号公報）。
上記の窒化ケイ素系導電性セラミックスでは、導電性を
高めるために遷移元素の窒化物、炭化物を３０〜７０容
量部配合する必要があり、そのため窒化ケイ素の配合量
は３０〜７０容量部になり、窒化ケイ素の配合量が比較
的低い。その結果、この窒化ケイ素系導電性セラミック
スの強度は、窒化ケイ素セラミックス本体の強度に比べ
て２分の１程度にとどまっており、ヒータ等の用途には
使〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明は
、上記問題点を解決するために、窒化ケイ素と、周期律
表第Ｎａ、Ｖａ、ＶＩａ族遷移元素の窒化物と、酸化物
焼結助剤とに加えて、周期律表第ＩＶａ、Ｖａ、Ｖｌａ
ｌ遺族元素の酸化物を少量添加する。
高めるために遷移元素の窒化物、炭化物を３０〜７０容
量部配合する必要があり、そのため窒化ケイ素の配合量
は３０〜７０容量部になり、窒化ケイ素の配合量が比較
的低い。その結果、この窒化ケイ素系導電性セラミック
スの強度は、窒化ケイ素セラミックス本体の強度に比べ
て２分の１程度にとどまっており、ヒータ等の用途には
使〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明は
、上記問題点を解決するために、窒化ケイ素と、周期律
表第Ｎａ、Ｖａ、ＶＩａ族遷移元素の窒化物と、酸化物
焼結助剤とに加えて、周期律表第ＩＶａ、Ｖａ、Ｖｌａ
ｌ遺族元素の酸化物を少量添加する。
第１図は従来の窒化ケイ素系導電性セラミックスの内部
組織の模式図であるが、窒化ケイ素と遷移元素の窒化物
（例えば、窒化チタン）を含有する主結晶粒子１と、酸
化物焼結助剤にもとづく粒界相２とで構成されている。
組織の模式図であるが、窒化ケイ素と遷移元素の窒化物
（例えば、窒化チタン）を含有する主結晶粒子１と、酸
化物焼結助剤にもとづく粒界相２とで構成されている。
この組織では導電性を有する窒化チタンは主結晶粒子１
の内部にしか存在しないので、導電性（電子の移動）は
主として主結晶粒子１相互の接触部を介して保たれてい
る。そこで十分な導電性を得るためには窒化チタン等を
多量に添加する必要があり、その結果、窒化ケイ素の本
来の強度に比べて強度が低下するのである。
の内部にしか存在しないので、導電性（電子の移動）は
主として主結晶粒子１相互の接触部を介して保たれてい
る。そこで十分な導電性を得るためには窒化チタン等を
多量に添加する必要があり、その結果、窒化ケイ素の本
来の強度に比べて強度が低下するのである。
第２図は本発明による窒化ケイ素系導電性セラミックス
の内部組織の模式図であり、窒化ケイ素と遷移元素の窒
化物（例えば、窒化チタン）を含有する主結晶粒子３と
、酸化物焼結助剤に基づく粒界相４とで構成されている
。（しかし、本発明により導電性を有する遷移元素の酸
化物（例えば、酸化チタン）が新しく添加され、この酸
化チタン等は粒界相４に存在することができるので、本
発明による導電性セラミックスでは、導電性（電子の移
動）は主結晶粒子３の相互の接触部を介するのみならず
粒界相をも介して保たれる。その結果、セラミックス全
体としての導電性（電気抵抗率）が従来より大きく向上
する。また、従って、セラミックスの強度を高めるため
に窒化ケイ素の量を増加し、その代りに遷移元素の窒化
物の量を低減しても、まだ十分に高い導電性を保有する
ことができる。こうして高強度の導電性セラミックスが
得られ、構造用途にも使用できる。
の内部組織の模式図であり、窒化ケイ素と遷移元素の窒
化物（例えば、窒化チタン）を含有する主結晶粒子３と
、酸化物焼結助剤に基づく粒界相４とで構成されている
。（しかし、本発明により導電性を有する遷移元素の酸
化物（例えば、酸化チタン）が新しく添加され、この酸
化チタン等は粒界相４に存在することができるので、本
発明による導電性セラミックスでは、導電性（電子の移
動）は主結晶粒子３の相互の接触部を介するのみならず
粒界相をも介して保たれる。その結果、セラミックス全
体としての導電性（電気抵抗率）が従来より大きく向上
する。また、従って、セラミックスの強度を高めるため
に窒化ケイ素の量を増加し、その代りに遷移元素の窒化
物の量を低減しても、まだ十分に高い導電性を保有する
ことができる。こうして高強度の導電性セラミックスが
得られ、構造用途にも使用できる。
本発明の導電性セラミックスにおける窒化ケイ素の量は
３０〜８３重量部の範囲内とする。窒化ケイ素の量が３
０重量部より低いとセラミックスの強度が低下し、８３
重量部を越えると導電性が小さくなる。しかし、導電性
セラミックスの強度を向上させるためには窒化ケイ素の
量を７０〜８３重量部にすることが望ましい。このよう
な多量の窒化ケイ素を用いてなおかつ高い導電性を保有
できることは本発明の大きな利点である。
３０〜８３重量部の範囲内とする。窒化ケイ素の量が３
０重量部より低いとセラミックスの強度が低下し、８３
重量部を越えると導電性が小さくなる。しかし、導電性
セラミックスの強度を向上させるためには窒化ケイ素の
量を７０〜８３重量部にすることが望ましい。このよう
な多量の窒化ケイ素を用いてなおかつ高い導電性を保有
できることは本発明の大きな利点である。
元素周期律表第ＩＶａ族（チタン等）、第Ｖａ族（バナ
ジウム等）および（または）第Ｖｌａ族（クロム等）の
窒化物の量は１０〜７０重量部の範囲内である。１０重
量部未満では導電性が不足し、７０重量部を越えると強
度が低下する。
ジウム等）および（または）第Ｖｌａ族（クロム等）の
窒化物の量は１０〜７０重量部の範囲内である。１０重
量部未満では導電性が不足し、７０重量部を越えると強
度が低下する。
元素周期律表第ＩＶａ族、第Ｖａ族および（または）第
ＶＩａ族の酸化物の量は１〜３重量部の範囲内である。
ＶＩａ族の酸化物の量は１〜３重量部の範囲内である。
１重量部未満では導電性向上の効果がなく、３重量部を
越えると添加できる焼結助剤の量が減り焼結性が低下す
る。
越えると添加できる焼結助剤の量が減り焼結性が低下す
る。
酸化アルミニウム、酸化イツトリウム、酸化マグネシウ
ムおよび（または）スピネル（ＭｇＡｌ０４）の酸化物
焼結助剤の量は１〜１０重量部の範囲内である。１重量
部未満では焼結性が向上せず強度が上がらない。１０重
量部を越えると強度低下をきたす。なお、その他の焼結
助剤が多少混入あるいは添加されてもよい。
ムおよび（または）スピネル（ＭｇＡｌ０４）の酸化物
焼結助剤の量は１〜１０重量部の範囲内である。１重量
部未満では焼結性が向上せず強度が上がらない。１０重
量部を越えると強度低下をきたす。なお、その他の焼結
助剤が多少混入あるいは添加されてもよい。
災施開
５ｉＪｎ ８０重量部、 ＴｉＮ １０重量部、 Ｙｚ
Ｏｉ４重量部、 ＭｇＡｌ２Ｏ４４重量部及びＴｉＯ□
２重量部をボールミルにて湿式混合し、樹脂バインダー
と混練後、この混練物を金型に充填し、Ｉｔ／ａｍ”の
圧力で成形した。この成形品を次に４５０℃Ｘ４Ｈｒ。
Ｏｉ４重量部、 ＭｇＡｌ２Ｏ４４重量部及びＴｉＯ□
２重量部をボールミルにて湿式混合し、樹脂バインダー
と混練後、この混練物を金型に充填し、Ｉｔ／ａｍ”の
圧力で成形した。この成形品を次に４５０℃Ｘ４Ｈｒ。
Ｎ２中で脱脂し、１７５０℃圧力３００ ｋｇ ／ ｃ
ｍ ”でＩＨｒ。
ｍ ”でＩＨｒ。
Ｎｚｌ気圧でホットプレスした。得られた焼成体は相対
密度９７〜９８％程度のものが得られた。
密度９７〜９８％程度のものが得られた。
得られた焼成体を１０Ｘ１０Ｘ３ｎに切断し、抵抗を測
定した所、１０−＋ΩＧの抵抗率が得られた。
定した所、１０−＋ΩＧの抵抗率が得られた。
また、焼成体を４ Ｑ Ｘ ４ Ｘ ３ 鰭にカットし
、３点曲げ試験を実施した所、７５０ ＭＮ／ｍ”の強
度が得られた。
、３点曲げ試験を実施した所、７５０ ＭＮ／ｍ”の強
度が得られた。
上記と同様の手順で、但し、５ｆＪ４＋ ＴｉＮ、 Ｔ
ｉ０ｚの量を変えて焼結体を作成し、上記と同様にして
相対密度と室温抵抗率と曲げ強さを測定した。その結果
を下記表に示す。
ｉ０ｚの量を変えて焼結体を作成し、上記と同様にして
相対密度と室温抵抗率と曲げ強さを測定した。その結果
を下記表に示す。
本発明により、窒化ケイ素系導電性セラミ・７クスの主
結晶相のみならず粒界相にも導電性が付与されて全体と
しての導電性が向上する。また、その結果、窒化ケイ素
の添加量を増加して導電性を失なうことなくセラミック
スの強度を向上させることができ、このような導電性セ
ラミ・ノクスは構造用部材として使用することができる
。
結晶相のみならず粒界相にも導電性が付与されて全体と
しての導電性が向上する。また、その結果、窒化ケイ素
の添加量を増加して導電性を失なうことなくセラミック
スの強度を向上させることができ、このような導電性セ
ラミ・ノクスは構造用部材として使用することができる
。
第１図は従来の窒化ケイ素系導電性セラミ・ノクスの内
部組織の模式図、第２図は本発明の窒化ケイ素系導電性
セラミックスの内部組織の模式図である。 １・・・主結晶粒子（Ｓｉ３Ｎ４＋ＴｉＮ ）、２・・
・粒界相（Ａ１．０３等）、 ３・・・主結晶粒子（５ｉＪ４＋ ＴｉＮ ）、４・・
・粒界相（ＡＩ□０３等＋ＴｉＯ□）。
部組織の模式図、第２図は本発明の窒化ケイ素系導電性
セラミックスの内部組織の模式図である。 １・・・主結晶粒子（Ｓｉ３Ｎ４＋ＴｉＮ ）、２・・
・粒界相（Ａ１．０３等）、 ３・・・主結晶粒子（５ｉＪ４＋ ＴｉＮ ）、４・・
・粒界相（ＡＩ□０３等＋ＴｉＯ□）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、窒化ケイ素３０〜８３重量部と、 元素周期律表第IVａ族、第Ｖａ族および（または）第V
Iａ族の遷移元素の窒化物１０〜７０重量部と、 元素周期律表第IVａ族、第Ｖａ族および（または第VIａ
族の遷移元素の酸化物１〜３重量部と、酸化アルミニウ
ム、酸化イットリウム、酸化マグネシウム、およびスピ
ネルから選ばれた１または２以上の酸化物焼結助剤１〜
１０重量部と、を混合し、焼成して成ることを特徴とす
る窒化ケイ素系導電性セラミックス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60226961A JPS6287463A (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 窒化ケイ素系導電性セラミツクス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60226961A JPS6287463A (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 窒化ケイ素系導電性セラミツクス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6287463A true JPS6287463A (ja) | 1987-04-21 |
Family
ID=16853332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60226961A Pending JPS6287463A (ja) | 1985-10-14 | 1985-10-14 | 窒化ケイ素系導電性セラミツクス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6287463A (ja) |
-
1985
- 1985-10-14 JP JP60226961A patent/JPS6287463A/ja active Pending
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