JPS63112471A - 窒化ケイ素質セラミツクス及びその製造方法 - Google Patents
窒化ケイ素質セラミツクス及びその製造方法Info
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- JPS63112471A JPS63112471A JP61256288A JP25628886A JPS63112471A JP S63112471 A JPS63112471 A JP S63112471A JP 61256288 A JP61256288 A JP 61256288A JP 25628886 A JP25628886 A JP 25628886A JP S63112471 A JPS63112471 A JP S63112471A
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、強度及び靭性に優れ、高温においても安定し
た特性を有する窒化ケイ素質セラミックス及びその製造
方法に関する。
た特性を有する窒化ケイ素質セラミックス及びその製造
方法に関する。
窒化ケイ素質セラミックスは高温強度に優れ、耐酸化性
及び耐摩耗性にも優れているため、新しい高温構造部材
として期待され、用途開発が進められている。
及び耐摩耗性にも優れているため、新しい高温構造部材
として期待され、用途開発が進められている。
しかし、各種用途が開発され実用化されるにつれて更に
性能の改善が望まれ、窒化ケイ素を焼結させるために添
加する焼結助剤が特性を低下させる原因であるとして、
その影響ひ少なくするための研究が行なわれている。そ
の−例として、焼結体中にガラス相として存在する焼結
助剤からなる粒界相ご熱処理により結晶化Ｔる方法等が
提案されている。
性能の改善が望まれ、窒化ケイ素を焼結させるために添
加する焼結助剤が特性を低下させる原因であるとして、
その影響ひ少なくするための研究が行なわれている。そ
の−例として、焼結体中にガラス相として存在する焼結
助剤からなる粒界相ご熱処理により結晶化Ｔる方法等が
提案されている。
然るに、このような粒界相のフントロールだけでは、ガ
スタービンを始めとする高温域での用途に耐えつる窒化
ケイ素質セラミックスを提供することが困難であった。
スタービンを始めとする高温域での用途に耐えつる窒化
ケイ素質セラミックスを提供することが困難であった。
本発明は、か＼る従来の事情に鑑み、高温域においても
充分な機械的強度を有する窒化ケイ素質セラミックスご
提供することを目的とする〇〔問題点を解決するための
手段〕 本発明の窒化ケイ素質セラミックスは、式Ｓｉ Ａ１
０Ｎ （式中０＜Ｚ＜４．２）で表わされる６−Ｚ
Ｚ Ｚ ａ−ｚ サイアロンを主成分とする焼結体であって、０．１〜１
５重量％のＩａ族元素の酸化物と、１〜３５重量％の炭
化ケイ素ウィスカーとを含み、粒界相が結晶化している
ことを特徴とする。
充分な機械的強度を有する窒化ケイ素質セラミックスご
提供することを目的とする〇〔問題点を解決するための
手段〕 本発明の窒化ケイ素質セラミックスは、式Ｓｉ Ａ１
０Ｎ （式中０＜Ｚ＜４．２）で表わされる６−Ｚ
Ｚ Ｚ ａ−ｚ サイアロンを主成分とする焼結体であって、０．１〜１
５重量％のＩａ族元素の酸化物と、１〜３５重量％の炭
化ケイ素ウィスカーとを含み、粒界相が結晶化している
ことを特徴とする。
この窒化ケイ素質セラミックスの製造方法は、窒化ケイ
素粉末、アルミナ粉末及び窒化アルミニウム粉末号式Ｓ
ｉ Ａｌ０Ｎ （式中０ （ｚ （４，！２ ）
ｅ””ｚ ｚ ｚ ａ−ｚ となるように配合し、これに０．１〜１５重量％のｌｈ
族元素の酸化物粉末と、１〜３５重量％の炭化ケイ素ウ
ィスカーとを混合し、混合粉末を窒素雰囲気中において
１７００〜１９００ Ｃで焼結し、得られた焼結体ご非
酸化性雰囲気中において１２００〜１６００Ｃで熱処理
することを特徴としている。
素粉末、アルミナ粉末及び窒化アルミニウム粉末号式Ｓ
ｉ Ａｌ０Ｎ （式中０ （ｚ （４，！２ ）
ｅ””ｚ ｚ ｚ ａ−ｚ となるように配合し、これに０．１〜１５重量％のｌｈ
族元素の酸化物粉末と、１〜３５重量％の炭化ケイ素ウ
ィスカーとを混合し、混合粉末を窒素雰囲気中において
１７００〜１９００ Ｃで焼結し、得られた焼結体ご非
酸化性雰囲気中において１２００〜１６００Ｃで熱処理
することを特徴としている。
本発明の窒化ケイ素質セラミックスは焼結体のサイアロ
ン中に炭化ケイ素ウィスカーを複合化させることによっ
て、室温及び高温での機械的強度や靭性を大幅に改善し
ている。
ン中に炭化ケイ素ウィスカーを複合化させることによっ
て、室温及び高温での機械的強度や靭性を大幅に改善し
ている。
サイアロンは焼結過程で窒化ケイ素中にアルミナ及び窒
化アルミニウムを固溶させることにより生成する。この
サイアロン生成のために、窒化ケイ素粉末、アルミナ粉
末及び窒化アルミニウム粉末を式Ｓｉ Ａｌ０Ｎ
（式中０（ｚ（４，２）となる６−Ｚ Ｚ Ｚ
８−２ ように配合Ｔる必要がある。式中、の２の値が上記範囲
外となると焼結性が低下し、粒界ガラス相が増加して強
度の低下を招く。又、これらの原料粉末は微細でα型の
含有率が大きいものが好ましい。
化アルミニウムを固溶させることにより生成する。この
サイアロン生成のために、窒化ケイ素粉末、アルミナ粉
末及び窒化アルミニウム粉末を式Ｓｉ Ａｌ０Ｎ
（式中０（ｚ（４，２）となる６−Ｚ Ｚ Ｚ
８−２ ように配合Ｔる必要がある。式中、の２の値が上記範囲
外となると焼結性が低下し、粒界ガラス相が増加して強
度の低下を招く。又、これらの原料粉末は微細でα型の
含有率が大きいものが好ましい。
炭化ケイ素ウィスカーは１〜３５重量％の範囲で用いる
が、１重量％未満では添加による強度向上等の効果がな
く、３５重量％を超えると焼結体の緻密化が困難である
。又、炭化ケイ素ウィスカーはα型を用いると焼結体中
に残留する量が多くなるので好ましい。
が、１重量％未満では添加による強度向上等の効果がな
く、３５重量％を超えると焼結体の緻密化が困難である
。又、炭化ケイ素ウィスカーはα型を用いると焼結体中
に残留する量が多くなるので好ましい。
更にまた、本発明においては、焼結助剤として０．１〜
１５重量％のｌａ族元素の酸化物ご用い、得られた焼結
体企非酸化性雰囲気中において１２００〜１６００ Ｃ
で熱処理することによって、特に高温での特性に優れた
窒化ケイ素質セラミックスが得られる。この特性の改善
は、焼結体中に粒界相として存在するｌａ族元素の酸化
物の結晶化、窒化ケイ素と炭化ケイ素ウィスカーの界面
の歪の除去、焼結体の残留歪の解放等が複合して得られ
るものと考えられる。尚、上記熱処理の保持時間は特に
制限はないが３０分以上とするのが好ましい。
１５重量％のｌａ族元素の酸化物ご用い、得られた焼結
体企非酸化性雰囲気中において１２００〜１６００ Ｃ
で熱処理することによって、特に高温での特性に優れた
窒化ケイ素質セラミックスが得られる。この特性の改善
は、焼結体中に粒界相として存在するｌａ族元素の酸化
物の結晶化、窒化ケイ素と炭化ケイ素ウィスカーの界面
の歪の除去、焼結体の残留歪の解放等が複合して得られ
るものと考えられる。尚、上記熱処理の保持時間は特に
制限はないが３０分以上とするのが好ましい。
焼結助剤としてのｌａ族元素の酸化物としては、Ｙ Ｏ
、ＣｅＯ等を使用できるが、その添加量が０．１重量％
未満では焼結助剤としての効果がなく、１５重量％を超
えると耐酸化性が低下する。
、ＣｅＯ等を使用できるが、その添加量が０．１重量％
未満では焼結助剤としての効果がなく、１５重量％を超
えると耐酸化性が低下する。
実施例１
α型が９０％以上であるＳｉ Ｎ 粉末（平均粒径０．
５μｍ）、Ａ４０ 粉末（平均粒径０．４μｍ）及び
ＡｊＮ粉末（平均粒径１．０μｍ〕を８１５．５”０．
５００．５Ｎ７．５となるように配合し、更にＩａ族元
素酸化物及び炭化ケイ素ウィスカーを第１表に示す割合
で加え、ボールミルで２４時間混合した。混合粉末ひ乾
燥した後、ホットプレスにて窒素雰囲気中で１８００Ｃ
，２ＱＱｋｇ４で２時間焼結した。得られた焼結体を更
に１４００ Ｃで５時間熱処理した。
５μｍ）、Ａ４０ 粉末（平均粒径０．４μｍ）及び
ＡｊＮ粉末（平均粒径１．０μｍ〕を８１５．５”０．
５００．５Ｎ７．５となるように配合し、更にＩａ族元
素酸化物及び炭化ケイ素ウィスカーを第１表に示す割合
で加え、ボールミルで２４時間混合した。混合粉末ひ乾
燥した後、ホットプレスにて窒素雰囲気中で１８００Ｃ
，２ＱＱｋｇ４で２時間焼結した。得られた焼結体を更
に１４００ Ｃで５時間熱処理した。
熱処理後の各焼結体の相対密度、破壊靭性、室温及び高
温（１２００Ｃ）での曲げ強度孕測定し、結果を第１表
に示した。
温（１２００Ｃ）での曲げ強度孕測定し、結果を第１表
に示した。
第 １ 表
（注）＆４及び黒８は比較例である。
実施例２
実施例１のＡ６の試料な実施例１と同様に焼結した後、
第２表に示す条件で各々熱処理した。熱処理後の各焼結
体の特性を測定して第２表に合せて示した。
第２表に示す条件で各々熱処理した。熱処理後の各焼結
体の特性を測定して第２表に合せて示した。
第 ２ 表
（注）Ａ１１．１７及び１８は比較例である。
本発明によれば、高温域においても充分な機械的強度を
有し、エンジン部品等の高温構造部材として好適な窒化
ケイ素質セラミックスを提供することができる。
有し、エンジン部品等の高温構造部材として好適な窒化
ケイ素質セラミックスを提供することができる。
Claims (2)
- （１）式Ｓｉ＿６＿−＿ｚＡｌ＿ｚＯ＿ｚＮ＿８＿−＿
ｚ（式中０＜ｚ＜４．２）で表わされるサイアロンを主
成分とする焼結体であつて、０．１〜１５重量％のIII
ａ族元素の酸化物と、１〜３５重量％の炭化ケイ素ウィ
スカーとを含み、粒界相が結晶化していることを特徴と
する窒化ケイ素質セラミックス。 - （２）窒化ケイ素粉末、アルミナ粉末及び窒化アルミニ
ウム粉末を式Ｓｉ＿６＿−＿ｚＡｌ＿ｚＯ＿ｚＮ＿８＿
−＿ｚ（式中０＜ｚ＜４．２）となるように配合し、こ
れに０．１〜１５重量％のIIIａ族元素の酸化物粉末と
、１〜３５重量％の炭化ケイ素ウィスカーとを混合し、
混合粉末を窒素雰囲気中において１７００〜１９００℃
で焼結し、焼結体を非酸化性雰囲気中において１２００
〜１６００℃で熱処理することを特徴とする窒化ケイ素
質セラミックスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61256288A JPH078746B2 (ja) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | 窒化ケイ素質セラミツクス及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61256288A JPH078746B2 (ja) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | 窒化ケイ素質セラミツクス及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63112471A true JPS63112471A (ja) | 1988-05-17 |
| JPH078746B2 JPH078746B2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=17290570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61256288A Expired - Lifetime JPH078746B2 (ja) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | 窒化ケイ素質セラミツクス及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH078746B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5389586A (en) * | 1991-12-03 | 1995-02-14 | Advanced Composite Materials Corporation | Pressureless sintering of whisker reinforced composites |
| US5656217A (en) * | 1994-09-13 | 1997-08-12 | Advanced Composite Materials Corporation | Pressureless sintering of whisker reinforced alumina composites |
| JP2001278668A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-10-10 | Chubu Electric Power Co Inc | セラミックス複合材料の製造方法 |
| JP2002171862A (ja) * | 2000-12-08 | 2002-06-18 | Tohoku Sogo Kenkyusha:Kk | 養殖帆立貝の係止ピン |
-
1986
- 1986-10-28 JP JP61256288A patent/JPH078746B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5389586A (en) * | 1991-12-03 | 1995-02-14 | Advanced Composite Materials Corporation | Pressureless sintering of whisker reinforced composites |
| US5656217A (en) * | 1994-09-13 | 1997-08-12 | Advanced Composite Materials Corporation | Pressureless sintering of whisker reinforced alumina composites |
| JP2001278668A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-10-10 | Chubu Electric Power Co Inc | セラミックス複合材料の製造方法 |
| JP2002171862A (ja) * | 2000-12-08 | 2002-06-18 | Tohoku Sogo Kenkyusha:Kk | 養殖帆立貝の係止ピン |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH078746B2 (ja) | 1995-02-01 |
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