JPS63151679A - 窒化珪素焼結助剤及びそれを用いた窒化珪素焼結体の製法 - Google Patents
窒化珪素焼結助剤及びそれを用いた窒化珪素焼結体の製法Info
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- JPS63151679A JPS63151679A JP61297537A JP29753786A JPS63151679A JP S63151679 A JPS63151679 A JP S63151679A JP 61297537 A JP61297537 A JP 61297537A JP 29753786 A JP29753786 A JP 29753786A JP S63151679 A JPS63151679 A JP S63151679A
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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】
〔産業上の利用分計〕
本発明に、窒化珪素の焼結助剤とその焼結助剤を用いた
窒化珪素焼結体の製法に関し、詳しくは、酸化コバルト
及び／又は酸化コバルトヲ含有する鉱物とアルミン酸マ
グネシウム（ＭｇＡｔ２０ａ ）の混合物と焼結助剤と
し、緻密でしかも焼結体に色むらのない室、化珪素焼Ｍ
本を製造する方法に関する。
窒化珪素焼結体の製法に関し、詳しくは、酸化コバルト
及び／又は酸化コバルトヲ含有する鉱物とアルミン酸マ
グネシウム（ＭｇＡｔ２０ａ ）の混合物と焼結助剤と
し、緻密でしかも焼結体に色むらのない室、化珪素焼Ｍ
本を製造する方法に関する。
窒化珪素ａ、結体は、耐熱性、耐食性、１耐摩耗注、樹
、熱衝撃性に優れた時性を有する為、近年、軸受、ノズ
ル、ベアリング、タービン部材などの構造材に用いられ
ている。
、熱衝撃性に優れた時性を有する為、近年、軸受、ノズ
ル、ベアリング、タービン部材などの構造材に用いられ
ている。
窒化珪素は、それ０牙では焼結させることが困難な為、
一般的にはＭｇＡｔ２０．などを焼結助剤として添加す
ることが知られている（爵開昭４９−６５７１０号公報
）。しかし、この焼結助剤を配置した窒化珪素粉末を成
形後焼成すると、得られた１ｓ納本には色むら金生じ焼
結体の商品ｌ１ｆｆｌ直が著しく低下するという欠点が
あった◎ 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明者らは、以上の欠点を解決し、緻密でしかも色む
らのない窒化珪素焼結体を製造する方法につ＾て櫨々検
討した結果、焼結助剤として酸化コバルト及び／又に酸
化コバルトｅ含有する鉱物とアルミン酸マグネシウ５１
ネル（ＭｇＡｔ２０４） ？！：を併用すれば良いこと
を見い出し本発明を完成させた。
一般的にはＭｇＡｔ２０．などを焼結助剤として添加す
ることが知られている（爵開昭４９−６５７１０号公報
）。しかし、この焼結助剤を配置した窒化珪素粉末を成
形後焼成すると、得られた１ｓ納本には色むら金生じ焼
結体の商品ｌ１ｆｆｌ直が著しく低下するという欠点が
あった◎ 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明者らは、以上の欠点を解決し、緻密でしかも色む
らのない窒化珪素焼結体を製造する方法につ＾て櫨々検
討した結果、焼結助剤として酸化コバルト及び／又に酸
化コバルトｅ含有する鉱物とアルミン酸マグネシウ５１
ネル（ＭｇＡｔ２０４） ？！：を併用すれば良いこと
を見い出し本発明を完成させた。
すなわち本発明は欠ｔ−要旨とするものである。
１）酸化コバルト及び／又は酸化コバルトを含有する鉱
物とアルミン酸マグネシウムスピネル（ＭｇＡｔ２０４
）とｆｅ金含有てなることｔ−特徴とする窒化珪素の
焼結助剤＠ ２）酸化コバルト及び／又は酸化コバルトを含有する鉱
物がアルミン酸コバルトスピネル（ｃｏＡｔａｏａ）で
めること全特徴とする特許請求の範囲＠１項記載の窒化
珪素の焼結助剤。
物とアルミン酸マグネシウムスピネル（ＭｇＡｔ２０４
）とｆｅ金含有てなることｔ−特徴とする窒化珪素の
焼結助剤＠ ２）酸化コバルト及び／又は酸化コバルトを含有する鉱
物がアルミン酸コバルトスピネル（ｃｏＡｔａｏａ）で
めること全特徴とする特許請求の範囲＠１項記載の窒化
珪素の焼結助剤。
５）窒化珪素粉末８０重ｉｔ％以上と酸化コバルト及び
／又に酸化コパル）１−含有する鉱物０．５〜１５！昧
％とアルミン酸マグネシウムスピネル（ＭｇＡｔ２０４
） Ｏ−５〜１５重徴％とをき有してなる混合粉末？成
形した後非酸化性雰囲気下で焼成することを特徴とする
窒化珪素焼結体の製法。
／又に酸化コパル）１−含有する鉱物０．５〜１５！昧
％とアルミン酸マグネシウムスピネル（ＭｇＡｔ２０４
） Ｏ−５〜１５重徴％とをき有してなる混合粉末？成
形した後非酸化性雰囲気下で焼成することを特徴とする
窒化珪素焼結体の製法。
以下、さらに詳しく本発明について説明する。
焼結助剤の一成分であるアルミン酸マグネシウムスピネ
ル（ＭｇＡｔ２０４ ）は、窒化珪素焼結体の緻密化に
寄与するものであるが、これを使用した場合には焼結体
に色むらを生じやすい欠点がある。
ル（ＭｇＡｔ２０４ ）は、窒化珪素焼結体の緻密化に
寄与するものであるが、これを使用した場合には焼結体
に色むらを生じやすい欠点がある。
一方、酸化コバルト及び／又に酸化コバルトをき有する
鉱＊（以下、酸化コバルト等という）は、それのみでは
破缶化効果が少ないが、アルミン酸マグネシウムスピネ
ルを使用した焼結体の色むらとなくする作用があること
を本発明者らは見い出したものである。
鉱＊（以下、酸化コバルト等という）は、それのみでは
破缶化効果が少ないが、アルミン酸マグネシウムスピネ
ルを使用した焼結体の色むらとなくする作用があること
を本発明者らは見い出したものである。
従って、本発明においてに、酸化コバルト等とアルミン
酸マグネシウムスピネルは併用する必要があり、それら
の割合は、窒化珪素粉末８０童量％以上に対し、会計１
で２０重＆％以下であることが好まし員。焼結助剤の割
合がこれよりも多くなると窒化珪素本来の時性が著しく
損なわれる。
酸マグネシウムスピネルは併用する必要があり、それら
の割合は、窒化珪素粉末８０童量％以上に対し、会計１
で２０重＆％以下であることが好まし員。焼結助剤の割
合がこれよりも多くなると窒化珪素本来の時性が著しく
損なわれる。
好ましい配合割合は、窒化珪素粉末８０重ｌｔｋ％以上
、酸化コバルト等０．５〜１５重歇％ミラ好ましくは１
〜８重ｔ％、アルミン酸マグネシウムスピネル０．５〜
１５重歎％特に好ましくに１〜７重徽％である。醇化コ
バルト等が０．５重ｔ％未１でに焼結体の色むらを減す
る効果が少なく、また、１５重ミラを超えると焼結体の
高温強度が低下するよってなる。一方、アル、ミン酸マ
グネシウムスピネルが０．５ ｆ ｔ％未膚では焼結体
の緻密化が光分に進行しがたく、また、１５ｘｔ％を超
えるとなどがあげられるが、熱的安定性からＣｏＡｔ２
０４が特に好ましい。
、酸化コバルト等０．５〜１５重歇％ミラ好ましくは１
〜８重ｔ％、アルミン酸マグネシウムスピネル０．５〜
１５重歎％特に好ましくに１〜７重徽％である。醇化コ
バルト等が０．５重ｔ％未１でに焼結体の色むらを減す
る効果が少なく、また、１５重ミラを超えると焼結体の
高温強度が低下するよってなる。一方、アル、ミン酸マ
グネシウムスピネルが０．５ ｆ ｔ％未膚では焼結体
の緻密化が光分に進行しがたく、また、１５ｘｔ％を超
えるとなどがあげられるが、熱的安定性からＣｏＡｔ２
０４が特に好ましい。
上記焼結助剤に加えて、公知の例えば酸化イツトリウム
やランタン系元素の酸化物などの焼結助剤を添加しても
何ら差しつかえない。
やランタン系元素の酸化物などの焼結助剤を添加しても
何ら差しつかえない。
摂比珪素粉末としてはα相が５０Ｘ凌％以上含むものが
好適であり、α相が５０重１％未満であると焼結過程で
生じるα相からβ相への長柱状結晶の焼ｔ、本に占める
割合が少なくなり高強度化にとって不利となる。
好適であり、α相が５０重１％未満であると焼結過程で
生じるα相からβ相への長柱状結晶の焼ｔ、本に占める
割合が少なくなり高強度化にとって不利となる。
窒化珪素粉末と焼結助剤との混合方法【ついてに特に限
定しなｈ０成形方法としては、泥漿鋳込成形、射出成形
、金型プレス成形、ＣＩＰ成形、押出し成形等通常の成
形方法を目的とする形状などによって適宜選択する。
定しなｈ０成形方法としては、泥漿鋳込成形、射出成形
、金型プレス成形、ＣＩＰ成形、押出し成形等通常の成
形方法を目的とする形状などによって適宜選択する。
また、焼結雰囲気は、窒化珪素の分解を抑制する為に、
非酸化性雰囲気が好ましく、特に好ましくは、窒素がス
雰囲気であるが他の非酸化性雰囲気として作用するがス
と混合しても何ら差しつかえない。なお、焼結方法は爵
に常圧焼結に限定するものではなく、焼結体の形状、目
的物性に応じてホットプレス（ＨＰ） 、熱間静水圧プ
レス（ＨＩＰ）などを採用することもできる。
非酸化性雰囲気が好ましく、特に好ましくは、窒素がス
雰囲気であるが他の非酸化性雰囲気として作用するがス
と混合しても何ら差しつかえない。なお、焼結方法は爵
に常圧焼結に限定するものではなく、焼結体の形状、目
的物性に応じてホットプレス（ＨＰ） 、熱間静水圧プ
レス（ＨＩＰ）などを採用することもできる。
以下一本発明？実施例と比ｆｆ例をあげてさらに具体的
に説明する。
に説明する。
実施例
Ｓｉ３Ｎ、粉末（平均粒径０．７３μｍ〔粒度分布計商
品名二マイクロトラックＮ＆Ｌ社製〕α相９０％）とＣ
ｏＡｔ２０４ （平向粒径ｉ、Ｑμｍ；市販品）、Ｃｏ
ｏ（１，３μｍ；市販品）、”ｏ３０４ （１，２ａｍ
；市販品）及びＭｇＡｔ２０４ （平均粒ｉ１０．９
ｕｍ ；市販品）の焼結助剤とを表１に示した割合で
混合しその原料粉末に１．１．１− ）リクロルエタン
を加え、４時間ざ−ルミルで湿式混合し、乾燥後、１０
０ゆ／ｃｒｎ２の成形圧で６Ｘ１０Ｘ６０龍の形状に金
型成形後２０００ ’／４／ｃｍ２の成形圧でａｒｐ成
形した。
品名二マイクロトラックＮ＆Ｌ社製〕α相９０％）とＣ
ｏＡｔ２０４ （平向粒径ｉ、Ｑμｍ；市販品）、Ｃｏ
ｏ（１，３μｍ；市販品）、”ｏ３０４ （１，２ａｍ
；市販品）及びＭｇＡｔ２０４ （平均粒ｉ１０．９
ｕｍ ；市販品）の焼結助剤とを表１に示した割合で
混合しその原料粉末に１．１．１− ）リクロルエタン
を加え、４時間ざ−ルミルで湿式混合し、乾燥後、１０
０ゆ／ｃｒｎ２の成形圧で６Ｘ１０Ｘ６０龍の形状に金
型成形後２０００ ’／４／ｃｍ２の成形圧でａｒｐ成
形した。
この成形体をカーボンルッざにセットし、Ｎ２がス謬囲
気中で１７００℃にて４時間焼成して焼結体を製造した
。この焼ｗ５本の気孔率を測定した後、焼結体の４部を
ダイヤセン１カツターで切断し・焼結体の色むらを肉眼
観察した。また、ＪＩＳＲ１６０１に準拠した方法で常
温３点曲げ強度を測定した〇 なお、気孔率はＪＩＳ ２２０５に準拠した方法で測定
したかさ比重を原料配合基準の理論密度で除し、１から
減じ１００ｅ掛けることによって求めた。その結果を表
１に示す。
気中で１７００℃にて４時間焼成して焼結体を製造した
。この焼ｗ５本の気孔率を測定した後、焼結体の４部を
ダイヤセン１カツターで切断し・焼結体の色むらを肉眼
観察した。また、ＪＩＳＲ１６０１に準拠した方法で常
温３点曲げ強度を測定した〇 なお、気孔率はＪＩＳ ２２０５に準拠した方法で測定
したかさ比重を原料配合基準の理論密度で除し、１から
減じ１００ｅ掛けることによって求めた。その結果を表
１に示す。
比較例
実施例で用いたＳｉ３Ｎ、粉末と表２に示す割合で焼結
助剤を混合したこと以外は、実施例と同様にして行なっ
た。その結果を表２に示す。
助剤を混合したこと以外は、実施例と同様にして行なっ
た。その結果を表２に示す。
以下金山
表２ 比較例
〔発明の効果〕
本発明によれば５１政密であり、しかも色むらのなＶｈ
窒窒化珪素焼結上製造することができる。
窒窒化珪素焼結上製造することができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）酸化コバルト及び／又は酸化コバルトを含有する鉱
物とアルミン酸マグネシウムスピネル（ＭｇＡｌ＿２Ｏ
＿４）とを含有してなることを特徴とする窒化珪素の焼
結助剤。 ２）酸化コバルト及び／又は酸化コバルトを含有する鉱
物がアルミン酸コバルトスピネル（ＣｏＡｌ＿２Ｏ＿４
）であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
窒化珪素の焼結助剤。 ３）窒化珪素粉末８０重量％以上と酸化コバルト及び／
又は酸化コバルトを含有する鉱物０．５〜１５重量％と
アルミン酸マグネシウムスピネル（ＭｇＡｌ＿２Ｏ＿４
）０．５〜１５重量％とを含有してなる混合粉末を成形
した後非酸化性雰囲気下で焼成することを特徴とする窒
化珪素焼結体の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61297537A JPH075388B2 (ja) | 1986-12-16 | 1986-12-16 | 窒化珪素焼結助剤及びそれを用いた窒化珪素焼結体の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61297537A JPH075388B2 (ja) | 1986-12-16 | 1986-12-16 | 窒化珪素焼結助剤及びそれを用いた窒化珪素焼結体の製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63151679A true JPS63151679A (ja) | 1988-06-24 |
| JPH075388B2 JPH075388B2 (ja) | 1995-01-25 |
Family
ID=17847821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61297537A Expired - Lifetime JPH075388B2 (ja) | 1986-12-16 | 1986-12-16 | 窒化珪素焼結助剤及びそれを用いた窒化珪素焼結体の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH075388B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5110772A (en) * | 1990-08-30 | 1992-05-05 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Fabrication of dense SI3 N4 ceramics using CaO-TiO2 SiO.sub.2 |
-
1986
- 1986-12-16 JP JP61297537A patent/JPH075388B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5110772A (en) * | 1990-08-30 | 1992-05-05 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Fabrication of dense SI3 N4 ceramics using CaO-TiO2 SiO.sub.2 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH075388B2 (ja) | 1995-01-25 |
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