JPS6317261A - 高強度低比重Ｓｉ↓３Ｎ↓４焼結体 - Google Patents
高強度低比重Ｓｉ↓３Ｎ↓４焼結体Info
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- JPS6317261A JPS6317261A JP61159774A JP15977486A JPS6317261A JP S6317261 A JPS6317261 A JP S6317261A JP 61159774 A JP61159774 A JP 61159774A JP 15977486 A JP15977486 A JP 15977486A JP S6317261 A JPS6317261 A JP S6317261A
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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】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は高強度ながら比重の小さいＳｉ３Ｎ、焼結体に
関する。
関する。
（従来の技術）
Ｓｉ３Ｎ４金主成分とする窒化ケイ素系セラミックスは
、強度、耐熱性、耐食性、耐熱衝性、耐摩粍性等に優れ
ておシ、エンジン部品その他の耐熱構造材料として注目
されてきた。このような場合、ち密化によって強度を向
上させることがその主な開発の方向であった。一方、強
度以外の１耐熱性、耐食性等を利用した耐火断熱材′と
しても古くから断熱材、ルツボ、型材等に用いられてき
た。特に断熱性が要求されるような場合には、ち密化さ
せずに気孔を取り込ませた焼結体がよく用いられてきた
。
、強度、耐熱性、耐食性、耐熱衝性、耐摩粍性等に優れ
ておシ、エンジン部品その他の耐熱構造材料として注目
されてきた。このような場合、ち密化によって強度を向
上させることがその主な開発の方向であった。一方、強
度以外の１耐熱性、耐食性等を利用した耐火断熱材′と
しても古くから断熱材、ルツボ、型材等に用いられてき
た。特に断熱性が要求されるような場合には、ち密化さ
せずに気孔を取り込ませた焼結体がよく用いられてきた
。
一般に焼結体の強度は、ち密化の度合に対応している。
前者のようにち密化をすすめた場合（嵩密度３．２９／
ｃｃ以上）、中にはｌ Ｏ０ｋｇ７ｍｍ” ｒ（越える
強度をもつ焼結体も得られているが、断熱材として用い
られる焼結体（需密度２．５ｇ／ｃｃｇ度）の強度は高
々１０〜２３ ｋｇ ／ ｍｍ”と低いものであり之。
ｃｃ以上）、中にはｌ Ｏ０ｋｇ７ｍｍ” ｒ（越える
強度をもつ焼結体も得られているが、断熱材として用い
られる焼結体（需密度２．５ｇ／ｃｃｇ度）の強度は高
々１０〜２３ ｋｇ ／ ｍｍ”と低いものであり之。
エンジン部品のような材料の中には、高強度：りはむし
ろ後者のような性質を必要とする部分もれたＳｉ３Ｎ４
焼結体が必要となっていた。
ろ後者のような性質を必要とする部分もれたＳｉ３Ｎ４
焼結体が必要となっていた。
溌明が解決しようとする問題点）
このように従来のＳＩ Ｂ Ｎ４焼結体では、強度を保
に優れかつ比重の小さい５ｉｓＮ、焼結体を提供するこ
とにある。
に優れかつ比重の小さい５ｉｓＮ、焼結体を提供するこ
とにある。
〔発明の４成〕
（問題点を解決するための手段）
本発明のＳｉ３Ｎ４焼結体は、α相からなる８ｉ、Ｎ。
ウィスカー１０〜９０重を係とＹ、 ０．１〜１０重輩
％（９重量％までＡｌ、Ｏ，町）、残部がＳｉ３Ｎ４粉
末からなる原料粉末組成を特徴とするものである。
％（９重量％までＡｌ、Ｏ，町）、残部がＳｉ３Ｎ４粉
末からなる原料粉末組成を特徴とするものである。
また、本発明のＳｉ３Ｎ４焼結体は、特に上述のα相か
らなるＳｉ３Ｎ４ウィスカーが原料粉末に３０〜５０重
ｔ％含まｎることを特徴とするものである。
らなるＳｉ３Ｎ４ウィスカーが原料粉末に３０〜５０重
ｔ％含まｎることを特徴とするものである。
本発明のＳｉ３Ｎ４焼結体は、各成分を所定の割合で混
合、成形、焼結することで容易に製造することができる
。このときの混合、成形、焼結方法やその条件は、それ
ぞれボールミＡＩ混合法等、冷間プレス、スリップキャ
スト法等、ホットプレス法、常圧焼結法等といった一般
のＳｔ３Ｎ４焼、結末に用いられる方法やその条件でか
まわない。
合、成形、焼結することで容易に製造することができる
。このときの混合、成形、焼結方法やその条件は、それ
ぞれボールミＡＩ混合法等、冷間プレス、スリップキャ
スト法等、ホットプレス法、常圧焼結法等といった一般
のＳｔ３Ｎ４焼、結末に用いられる方法やその条件でか
まわない。
（作用）
本発明のＳｉ３Ｎ４焼結体において％各成分の添加理由
、組成比並びにその限定理由は以下のとお夛である。
、組成比並びにその限定理由は以下のとお夛である。
本発明のＳｉ、Ｎ４焼結体の原料粉末に含まれるα相か
らなるＳｉ３Ｎ４ウィスカーは、焼結時に気孔を残しな
がら堅固な結合の焼結体を形成する作用がある。この作
用はウィスカーが単結晶であるとともに一般的にアスペ
クト比で２０以上といった形態をとることに起因すると
考えられる。８に、Ｎ４ウイスカーは焼結時に殆どβ相
に転移してしまい繊維の形状をとどめるものではなく、
本発明は一般に言う繊維強化材とは本質的に異なる。そ
の原料粉末における割合は１０〜９０Ｍ雀係の範囲であ
るが、１０重量％未満であると比重の低下が殆どみられ
ず、９０重１％を越えると強度の低下が大きくなる。
らなるＳｉ３Ｎ４ウィスカーは、焼結時に気孔を残しな
がら堅固な結合の焼結体を形成する作用がある。この作
用はウィスカーが単結晶であるとともに一般的にアスペ
クト比で２０以上といった形態をとることに起因すると
考えられる。８に、Ｎ４ウイスカーは焼結時に殆どβ相
に転移してしまい繊維の形状をとどめるものではなく、
本発明は一般に言う繊維強化材とは本質的に異なる。そ
の原料粉末における割合は１０〜９０Ｍ雀係の範囲であ
るが、１０重量％未満であると比重の低下が殆どみられ
ず、９０重１％を越えると強度の低下が大きくなる。
また、特に本発明のＳｔ３Ｎ４焼結体はα相からなる８
４．Ｎ、ウィスカーが原料粉末に３０〜５０重量チ含ま
れる時、強度はウィスカー無添加の場合と殆ど変わらず
、比重のみ大幅に小さいものとなる。
４．Ｎ、ウィスカーが原料粉末に３０〜５０重量チ含ま
れる時、強度はウィスカー無添加の場合と殆ど変わらず
、比重のみ大幅に小さいものとなる。
Ｙ、 ０．もしくはＹ、 ０．とＡｊ、Ｏｓは、主に焼
結助剤としての作用をもつ、特にＹ、Ｏ，は焼結時に針
状のβ粒を形成させやすくするといわれており、本発明
においても気孔を取り込むために有効となっている。こ
れらは原料粉末に占める割付は１〜１０重量％の範囲で
あるが、１重量係未満では強度が大きく低下し、１０重
１％を越えると比重の低下が殆どみられない。
結助剤としての作用をもつ、特にＹ、Ｏ，は焼結時に針
状のβ粒を形成させやすくするといわれており、本発明
においても気孔を取り込むために有効となっている。こ
れらは原料粉末に占める割付は１〜１０重量％の範囲で
あるが、１重量係未満では強度が大きく低下し、１０重
１％を越えると比重の低下が殆どみられない。
原料粉末において上記成分の残部を占める５ｉｌＮ。
粉末にはα相、β相いずれかあるいはその混合からなっ
ていてもかまわない。
ていてもかまわない。
（実施例）
実施例１
表１に示した組成（サンプルａ ％ ｅ ）の原料粉末
をボール之ル混合して得、冷間プレスした成形体を１８
００℃、１時間、窒素中でホットプレスした。得られた
焼結体のＪＩＳ−Ｃ２１４１に準じた嵩密度とＪＩＳ−
Ｒ，１６０１に準じた室温３点曲げ強度を求めた。これ
らの結果ｔ−表１にしめした。
をボール之ル混合して得、冷間プレスした成形体を１８
００℃、１時間、窒素中でホットプレスした。得られた
焼結体のＪＩＳ−Ｃ２１４１に準じた嵩密度とＪＩＳ−
Ｒ，１６０１に準じた室温３点曲げ強度を求めた。これ
らの結果ｔ−表１にしめした。
比較例１
原料粉末の組成が異なる他の実施例１と同様の操作によ
りて、４種類の焼結体（サンプルｆ〜りを得た。また、
ｆと同一組成で焼結時間を１／４にした場合をｊとした
。これらの嵩密度と３点曲げ強度を表１に示した。
りて、４種類の焼結体（サンプルｆ〜りを得た。また、
ｆと同一組成で焼結時間を１／４にした場合をｊとした
。これらの嵩密度と３点曲げ強度を表１に示した。
表から明らかなようにウィスカー添加量が１０重量％以
上になると嵩密度が低Ｆしはじめるが、９０重量％を越
えるまでは強度は５ Ｑ ｋｇ ／ ｍｍ”以上を保っ
ていた。これに対して、ウィスカー無添加で嵩密度を低
下させた場合、強度は大幅に低下しており、本発明の利
点が確認された。また、ウィスカー添加量３０〜５０重
量％では、特に嵩密度の低下にもかかわらず高強度を保
っていた。
上になると嵩密度が低Ｆしはじめるが、９０重量％を越
えるまでは強度は５ Ｑ ｋｇ ／ ｍｍ”以上を保っ
ていた。これに対して、ウィスカー無添加で嵩密度を低
下させた場合、強度は大幅に低下しており、本発明の利
点が確認された。また、ウィスカー添加量３０〜５０重
量％では、特に嵩密度の低下にもかかわらず高強度を保
っていた。
実施例２
原料粉末の組成をｂと同一にし、成形法をスリツブキャ
スト法とした場合（サンプルｋ）、焼結法を常圧焼結と
した場合（サンプルｌ）の・焼結体の嵩密度、３度曲げ
強度を表１に示した。
スト法とした場合（サンプルｋ）、焼結法を常圧焼結と
した場合（サンプルｌ）の・焼結体の嵩密度、３度曲げ
強度を表１に示した。
実施例１と比べて嵩密丈、強度の値に変化がみられるも
のの、やはり高強度で低比重の焼結体が得られた。
のの、やはり高強度で低比重の焼結体が得られた。
本発明のＳｉ３Ｎ４焼結体は、原料粉末にα相からなる
Ｓｉ３Ｎ４ウィスカーを添加することにより、強度的に
優れかつ比重を低減させたものである。
Ｓｉ３Ｎ４ウィスカーを添加することにより、強度的に
優れかつ比重を低減させたものである。
以下全白
表 １
Claims (2)
- （１）α相からなるＳｉ＿３Ｎ＿４ウィスカー１０〜９
０重量％とＹ＿２Ｏ＿３１〜１０重量％（ただし９重量
％までＡｌ＿２Ｏ＿３置換分）、残部がＳｉ＿３Ｎ＿４
粉末からなる原料粉末組成を特徴とする高強度低比重Ｓ
ｉ＿３Ｎ＿４焼結体。 - （２）α相からなるＳｉ＿３Ｎ＿４ウィスカーが原料粉
末に３０〜５０重量％含まれる特許請求の範囲第１項記
載の高強度低比重Ｓｉ＿３Ｎ＿４焼結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61159774A JPS6317261A (ja) | 1986-07-09 | 1986-07-09 | 高強度低比重Ｓｉ↓３Ｎ↓４焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61159774A JPS6317261A (ja) | 1986-07-09 | 1986-07-09 | 高強度低比重Ｓｉ↓３Ｎ↓４焼結体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6317261A true JPS6317261A (ja) | 1988-01-25 |
Family
ID=15700968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61159774A Pending JPS6317261A (ja) | 1986-07-09 | 1986-07-09 | 高強度低比重Ｓｉ↓３Ｎ↓４焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6317261A (ja) |
-
1986
- 1986-07-09 JP JP61159774A patent/JPS6317261A/ja active Pending
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