JPS62876B2 - - Google Patents
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- JPS62876B2 JPS62876B2 JP54171844A JP17184479A JPS62876B2 JP S62876 B2 JPS62876 B2 JP S62876B2 JP 54171844 A JP54171844 A JP 54171844A JP 17184479 A JP17184479 A JP 17184479A JP S62876 B2 JPS62876 B2 JP S62876B2
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- silicon nitride
- sintering
- sintered body
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は窒化けい素ウイスカー強化窒化けい素
焼結体の製造法に関するものである。
焼結体の製造法に関するものである。
ウイスカーは一般に“猫のひげ”とも呼ばれる
単結晶繊維であつて、この繊維の強さは多結晶体
の数10倍から数百倍といわれている。
単結晶繊維であつて、この繊維の強さは多結晶体
の数10倍から数百倍といわれている。
そしてこの単結晶繊維が見出されて以来、夢の
材料としてその応用が広く検討されつつあるが、
未だ実用化には至つていない。
材料としてその応用が広く検討されつつあるが、
未だ実用化には至つていない。
窒化けい素は機械的強度、耐熱性、耐熱衝撃
性、耐蝕性にすぐれているため、近年ガスタービ
ン部品など高温構造材料として注目されている。
性、耐蝕性にすぐれているため、近年ガスタービ
ン部品など高温構造材料として注目されている。
しかしながら窒化けい素は共有結合を有するた
めAl2O3などのイオン結合の材料と異なり、難焼
結材料の最たるものとされている。
めAl2O3などのイオン結合の材料と異なり、難焼
結材料の最たるものとされている。
従つて窒化けい素粉末のみで高密度、高強度窒
化けい素焼結体を得ることは一般に困難である。
化けい素焼結体を得ることは一般に困難である。
従来の窒化けい素焼結体の製造方法としては、
けい素を窒化させつつ焼結させる反応焼結法と窒
化けい素粉末にMgOなどの焼結助剤を添加して
ホツトプレスする方法が知られている。
けい素を窒化させつつ焼結させる反応焼結法と窒
化けい素粉末にMgOなどの焼結助剤を添加して
ホツトプレスする方法が知られている。
しかしながら前者の反応焼結法では、殆んど焼
成収縮がないため高密度のものは得られず、従つ
て高強度の窒化けい素焼結体が得られないという
欠点があつた。
成収縮がないため高密度のものは得られず、従つ
て高強度の窒化けい素焼結体が得られないという
欠点があつた。
また後者のホツトプレスによる方法では上記の
反応焼結法よりは高密度、高強度のものが得られ
るが、製造方法に伴なう制約から比較的簡単な形
状のものしか得られず、経済的にも高価になると
いう欠点があつた。
反応焼結法よりは高密度、高強度のものが得られ
るが、製造方法に伴なう制約から比較的簡単な形
状のものしか得られず、経済的にも高価になると
いう欠点があつた。
これら２つの製造方法のほかに最近においては
窒化けい素粉末に焼結助剤として酸化けい素、酸
化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化イツト
リウムなどを添加して通常の焼結法で窒化けい素
焼結体を得る方法が提案されている。
窒化けい素粉末に焼結助剤として酸化けい素、酸
化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化イツト
リウムなどを添加して通常の焼結法で窒化けい素
焼結体を得る方法が提案されている。
しかしながら、この方法では高密度焼結体を得
るために焼結助剤を多量に用いるために低融点の
ガラス相が多量に生成し、これが焼成された窒化
けい素の結晶粒界に比較的多量に残留することと
なつて、このために得られた窒化けい素焼結体の
機械的強度特に高温における強度および熱衝撃抵
抗の低いものとなり、高温構造材料としては好ま
しくない欠点とされていた。
るために焼結助剤を多量に用いるために低融点の
ガラス相が多量に生成し、これが焼成された窒化
けい素の結晶粒界に比較的多量に残留することと
なつて、このために得られた窒化けい素焼結体の
機械的強度特に高温における強度および熱衝撃抵
抗の低いものとなり、高温構造材料としては好ま
しくない欠点とされていた。
本発明の窒化けい素ウイスカー強化窒化けい素
焼結体の製造方法は、上記のような従来の方法に
よつて得られた窒化けい素焼結体の欠点を解消し
た機械的強度特に高温における強度および熱衝撃
抵抗の高い窒化けい素焼結体を提供することを目
的とするものである。
焼結体の製造方法は、上記のような従来の方法に
よつて得られた窒化けい素焼結体の欠点を解消し
た機械的強度特に高温における強度および熱衝撃
抵抗の高い窒化けい素焼結体を提供することを目
的とするものである。
即ち本発明は窒化けい素ウイスカーが５〜70容
量％で残部の30〜95容量％が、少くともα相を90
重量％以上含んでいて粒度1.0μ以下の粒子から
なる窒化けい素粉末である原料粉末を常法によつ
て成型し、その後非酸化性雰囲気中で1600〜1900
℃にて焼結せしめることを特徴とするものであつ
て、この本発明の窒化けい素ウイスカー強化窒化
けい素焼結体の製造方法は、特に母相であるとこ
ろの窒化けい素と同質ウイスカーを用いて強化す
ることが特徴である。
量％で残部の30〜95容量％が、少くともα相を90
重量％以上含んでいて粒度1.0μ以下の粒子から
なる窒化けい素粉末である原料粉末を常法によつ
て成型し、その後非酸化性雰囲気中で1600〜1900
℃にて焼結せしめることを特徴とするものであつ
て、この本発明の窒化けい素ウイスカー強化窒化
けい素焼結体の製造方法は、特に母相であるとこ
ろの窒化けい素と同質ウイスカーを用いて強化す
ることが特徴である。
従つて母相とは異質の繊維を用いた複合材料に
見受けられる母材と繊維間の熱膨張係数の不整合
に起因する高温における強度の低下を解消するこ
とができ、またウイスカー（単結晶繊維）を用い
ることにより多結晶繊維を用いたときのような高
温での焼結中における結晶粒成長によつて繊維強
化の効果が劣化する懸念もない。
見受けられる母材と繊維間の熱膨張係数の不整合
に起因する高温における強度の低下を解消するこ
とができ、またウイスカー（単結晶繊維）を用い
ることにより多結晶繊維を用いたときのような高
温での焼結中における結晶粒成長によつて繊維強
化の効果が劣化する懸念もない。
本発明において使用する窒化けい素ウイスカー
は焼結体中に５〜70容量％の範囲であることが必
要である。これは窒化けい素ウイスカーが５容量
％未満ではウイスカーを使用して強化する効果が
得られず、また70容量％以上では高密度な焼結体
が得られないためである。
は焼結体中に５〜70容量％の範囲であることが必
要である。これは窒化けい素ウイスカーが５容量
％未満ではウイスカーを使用して強化する効果が
得られず、また70容量％以上では高密度な焼結体
が得られないためである。
さらに窒化けい素原料粉末は少くともα相を90
重量％以上含むことが要件であるが、これは窒化
けい素の焼結には窒化けい素のα相よりβ相への
転移が関与するためであり、従つて焼結を充分促
進するためには、90重量％以上のα相を含むこと
が望ましいのである。
重量％以上含むことが要件であるが、これは窒化
けい素の焼結には窒化けい素のα相よりβ相への
転移が関与するためであり、従つて焼結を充分促
進するためには、90重量％以上のα相を含むこと
が望ましいのである。
また窒化けい素は焼結性に乏しいので、原料粉
末の粒度は出来るだけ細かくして該粉末の表面張
力を大きくすることが必要であり、この点から粒
度1.0μ以下の微細な窒化けい素粉末を用いるこ
とが好ましい。
末の粒度は出来るだけ細かくして該粉末の表面張
力を大きくすることが必要であり、この点から粒
度1.0μ以下の微細な窒化けい素粉末を用いるこ
とが好ましい。
焼結雰囲気としては窒化けい素の分解、酸化を
防止するために窒素ガスあるいは不活性ガスなど
の非酸化性雰囲気とし、また焼結温度は高密度焼
結体を得るためには1600℃以上とすることが必要
であるが、窒化けい素の分解が激しくなるほどの
高温は避けなければならず従つて1900℃を超える
ことは好ましくない。
防止するために窒素ガスあるいは不活性ガスなど
の非酸化性雰囲気とし、また焼結温度は高密度焼
結体を得るためには1600℃以上とすることが必要
であるが、窒化けい素の分解が激しくなるほどの
高温は避けなければならず従つて1900℃を超える
ことは好ましくない。
以下実施例によつて本発明を詳しく説明する。
実施例
20容量％の窒化けい素ウイスカーとα相を90重
量％含有し、粒度1.0μの窒化けい素80容量％を
配合した原料を充分に混合した後、500Kg／cm2の
圧力でプレス成形したのち、N2ガス雰囲気中で
1700℃にて３時間焼結を行つた。
量％含有し、粒度1.0μの窒化けい素80容量％を
配合した原料を充分に混合した後、500Kg／cm2の
圧力でプレス成形したのち、N2ガス雰囲気中で
1700℃にて３時間焼結を行つた。
得られた窒化けい素焼結体は窒化けい素ウイス
カーを使用しなかつたものに比べて高温強度や熱
衝撃抵抗において非常にすぐれた結果を示した。
カーを使用しなかつたものに比べて高温強度や熱
衝撃抵抗において非常にすぐれた結果を示した。
Claims (1)
- １ ５〜70容量％の窒化けい素ウイスカーと残部
が少くともα相を90重量％以上含み、粒度1.0μ
以下の窒化けい素粉末からなる原料粉末を常法に
より成型したのち非酸化性雰囲気中にて1600〜
1900℃で焼結せしめることを特徴とする窒化けい
素ウイスカー強化窒化けい素焼結体の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17184479A JPS5692180A (en) | 1979-12-27 | 1979-12-27 | Manufacture of silicon nitride whisker reinforced silicon nitride sintered body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17184479A JPS5692180A (en) | 1979-12-27 | 1979-12-27 | Manufacture of silicon nitride whisker reinforced silicon nitride sintered body |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5692180A JPS5692180A (en) | 1981-07-25 |
| JPS62876B2 true JPS62876B2 (ja) | 1987-01-09 |
Family
ID=15930807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17184479A Granted JPS5692180A (en) | 1979-12-27 | 1979-12-27 | Manufacture of silicon nitride whisker reinforced silicon nitride sintered body |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5692180A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5954677A (ja) * | 1982-09-21 | 1984-03-29 | タテホ化学工業株式会社 | α−サイアロン焼結体の改良 |
| US5030397A (en) * | 1986-04-04 | 1991-07-09 | Gte Laboratories Incorporated | Method of making large cross section injection molded or slip cast ceramics shapes |
| JPS6359527A (ja) * | 1986-08-29 | 1988-03-15 | 株式会社東芝 | ファインセラミックス成形体の製造方法 |
| US5316987A (en) * | 1987-04-10 | 1994-05-31 | Hitachi, Ltd. | Ceramic composite and process for production thereof |
| JPH029777A (ja) * | 1988-03-02 | 1990-01-12 | Honda Motor Co Ltd | 繊維強化セラミック成形体及びその製造方法 |
| US5087399A (en) * | 1990-02-02 | 1992-02-11 | Gte Laboratories Incorporated | Method of making large cross section injection molded or slip cast ceramic shapes |
| SE507706C2 (sv) * | 1994-01-21 | 1998-07-06 | Sandvik Ab | Kiselkarbidwhiskerförstärkt oxidbaserat keramiskt skär |
| JP2615437B2 (ja) * | 1994-09-20 | 1997-05-28 | 工業技術院長 | 高強度・高靱性窒化ケイ素焼結体及びその製造方法 |
-
1979
- 1979-12-27 JP JP17184479A patent/JPS5692180A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5692180A (en) | 1981-07-25 |
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