JPS63185866A - 窒化ケイ素焼結体の製造法 - Google Patents
窒化ケイ素焼結体の製造法Info
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- JPS63185866A JPS63185866A JP62016645A JP1664587A JPS63185866A JP S63185866 A JPS63185866 A JP S63185866A JP 62016645 A JP62016645 A JP 62016645A JP 1664587 A JP1664587 A JP 1664587A JP S63185866 A JPS63185866 A JP S63185866A
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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、高強度、＾靭性を有する窒化ケイ素焼結体の
製造法に好適に利用される。
製造法に好適に利用される。
「従来の技術」
窒化ケイ素焼結体の強度、靭性を改善する方法として、
焼結体中にウィスカーを分散させる方法によるもの（％
開閉５６−９２１８０号公＠）や、他の粒子を分散させ
る方法によるもの（特開昭６１−１５８８６７号公報）
が知られておシ、いずれもヤング率、熱膨張係数等の物
理的特性において５ｉｓＮ４と異なる物質が焼結体中に
存在することによシ、焼結体中にマイクロクツツクや残
留応力が発生し、高強度化、高靭性化がなされるものと
考えられている。
焼結体中にウィスカーを分散させる方法によるもの（％
開閉５６−９２１８０号公＠）や、他の粒子を分散させ
る方法によるもの（特開昭６１−１５８８６７号公報）
が知られておシ、いずれもヤング率、熱膨張係数等の物
理的特性において５ｉｓＮ４と異なる物質が焼結体中に
存在することによシ、焼結体中にマイクロクツツクや残
留応力が発生し、高強度化、高靭性化がなされるものと
考えられている。
「発明が解決しようとする問題点」
しかし、上記従来方法によれば、均一に粒子やウィスカ
ーを分散させるのは非常に困難であり、分散が不十分で
あると欠陥を生じやすい。
ーを分散させるのは非常に困難であり、分散が不十分で
あると欠陥を生じやすい。
また、粒子等が焼結を抑制するため、緻密化し難いし、
粒子等が大きいとそれ自体が欠陥となって強度を低下さ
せる、などの問題点があった。
粒子等が大きいとそれ自体が欠陥となって強度を低下さ
せる、などの問題点があった。
本発明は、かかる問題点を解決し、高強度、藺靭性で理
論Ｉｌ！！度の９５％以上の密度を有する窒化ケイ素焼
結体の製造法を提供することを目的とする。
論Ｉｌ！！度の９５％以上の密度を有する窒化ケイ素焼
結体の製造法を提供することを目的とする。
「問題点を解決するための手段」
その手段は、ケイ素合金を粉砕し、成形し、窒素を含む
雰囲気中で加熱窒化した後、さらに高い温度で焼成する
ところにある。ここでケイ素合金は、窒化物が安定的に
存在しうる金属（ケイ素を除く）を含むものであること
が必要で、Ｖ 、 Ｃｒ 、 Ｚｒ 、 Ｎｂ 、 Ｈ
ｆ及びＴａのうちから選ばれる１種以上０．１〜８０重
ｉｔ％を含むものが望ましい。
雰囲気中で加熱窒化した後、さらに高い温度で焼成する
ところにある。ここでケイ素合金は、窒化物が安定的に
存在しうる金属（ケイ素を除く）を含むものであること
が必要で、Ｖ 、 Ｃｒ 、 Ｚｒ 、 Ｎｂ 、 Ｈ
ｆ及びＴａのうちから選ばれる１種以上０．１〜８０重
ｉｔ％を含むものが望ましい。
「作用」
加熱窒化により、合金中のケイ素は５ｉｓＮ４となり、
ケイ素以外の金属も窒化物となる。而してケイ素以外の
金属は、もともと合金中に均一に存在しているから、こ
れら金属の窒化物は５ｉａＮ４マトリツクス中に均一か
つ微細に分散した状態となる。加熱窒化後、さらに高い
温度で焼成することにより、均一微細な分散状態のまま
緻密化する。
ケイ素以外の金属も窒化物となる。而してケイ素以外の
金属は、もともと合金中に均一に存在しているから、こ
れら金属の窒化物は５ｉａＮ４マトリツクス中に均一か
つ微細に分散した状態となる。加熱窒化後、さらに高い
温度で焼成することにより、均一微細な分散状態のまま
緻密化する。
得られた焼結体は、５１３Ｎ４と、熱膨張係数、ヤング
率等の特性の異なる金属蟹化物とが混在したものである
から、焼結後の冷却過程において又はその後に応力が加
わりた場合にマイクロクラックや残留応力が発生する。
率等の特性の異なる金属蟹化物とが混在したものである
から、焼結後の冷却過程において又はその後に応力が加
わりた場合にマイクロクラックや残留応力が発生する。
そしてこれらマイクロクラックや残留応力がクツツクの
進展を防止し、又はその進行方向を変える作用をするの
であるが、上記の通り分散状態が均一であるから、かか
る作用も焼結体内部で均等にはたらき、高強度化、高靭
性化をもたらすのでおる。
進展を防止し、又はその進行方向を変える作用をするの
であるが、上記の通り分散状態が均一であるから、かか
る作用も焼結体内部で均等にはたらき、高強度化、高靭
性化をもたらすのでおる。
合金として上記１桟以上の金属を０．１〜８０重ｔ％含
むものが望ましいとしたのは、これら金属の？化物が５
ｌｓＮ４と混在するときに最適のマイクロクラック又は
残留応力を発生せしめるからである。但し、その盆が０
．１％に満たないと十分に作用せず、８０％を超えると
焼結体全体としての強度が低下するので０．１〜８０重
ｉｔ％に限定した。
むものが望ましいとしたのは、これら金属の？化物が５
ｌｓＮ４と混在するときに最適のマイクロクラック又は
残留応力を発生せしめるからである。但し、その盆が０
．１％に満たないと十分に作用せず、８０％を超えると
焼結体全体としての強度が低下するので０．１〜８０重
ｉｔ％に限定した。
なお、合金の中には上記１種以上の金属の他に希土類金
属が含まれていてもよく、本発明の作用を妨げることは
ない。
属が含まれていてもよく、本発明の作用を妨げることは
ない。
「夾施例」
純度９９チのＳｉ粉末と第１表に示す金属の粉末を混合
し、加熱溶解し、冷却してケイ素合金を作った。このケ
イ素合金を粗粉砕し、さらにＳｉ３Ｎ＜製ボーμミルを
用いて平均粒径１μｍになるまで粉砕し、Ｙ２Ｏ３及び
ＡｈＯｓ金１１Ｔｈ加混合し、４ ｔｏｎ／ｄの圧力で
ラバープレス成形し、Ｎ２とＨｚの混合ガス雰囲気中温
度１０００〜１５００”Ｃで加熱することにより窒化し
た後、Ｎ２ガス圧５０ ａｔｍ 、温ｉ １９００″Ｃ
で焼成することにより、窒化ケイ素焼結体−１〜宛７を
製造した。
し、加熱溶解し、冷却してケイ素合金を作った。このケ
イ素合金を粗粉砕し、さらにＳｉ３Ｎ＜製ボーμミルを
用いて平均粒径１μｍになるまで粉砕し、Ｙ２Ｏ３及び
ＡｈＯｓ金１１Ｔｈ加混合し、４ ｔｏｎ／ｄの圧力で
ラバープレス成形し、Ｎ２とＨｚの混合ガス雰囲気中温
度１０００〜１５００”Ｃで加熱することにより窒化し
た後、Ｎ２ガス圧５０ ａｔｍ 、温ｉ １９００″Ｃ
で焼成することにより、窒化ケイ素焼結体−１〜宛７を
製造した。
比較のために純度９８％、平均粒径０．７μｍの５ｉｓ
Ｎ４にＴＩＮ 、 Ｙ２Ｏ３及びＡ ｌ ！ ０３を混
合し、Ｎ２ガス圧５０ ａｔｍ ｓ温度１９００″Ｃで
焼成することによジ、焼結体嵐２と同一の組成を有する
窒化ケイ累焼結体Ｎａ８を製造した。
Ｎ４にＴＩＮ 、 Ｙ２Ｏ３及びＡ ｌ ！ ０３を混
合し、Ｎ２ガス圧５０ ａｔｍ ｓ温度１９００″Ｃで
焼成することによジ、焼結体嵐２と同一の組成を有する
窒化ケイ累焼結体Ｎａ８を製造した。
焼結体−１〜ｌＶ＆１８から、大きさ３Ｘ４Ｘ４０頷の
試験片を切り出し、密度、室温強度及び破壊靭性値の測
定を行った。強度はスパン８０鵡の３点曲げ法により、
破壊靭性値はビッカース圧子押し込み法によフ、それぞ
れ測定した。測定結果を第１表に示す。
試験片を切り出し、密度、室温強度及び破壊靭性値の測
定を行った。強度はスパン８０鵡の３点曲げ法により、
破壊靭性値はビッカース圧子押し込み法によフ、それぞ
れ測定した。測定結果を第１表に示す。
ＷＳ１表から、本発明に係る焼結体ＩＶＩＬ１１〜宛６
は純ケイ素から製造した焼結体嵐７に比べて強度、靭性
ともに高く、添加した副成分金属の窒化物により強化さ
れていることがわかった。
は純ケイ素から製造した焼結体嵐７に比べて強度、靭性
ともに高く、添加した副成分金属の窒化物により強化さ
れていることがわかった。
また、焼結体−８に比べ焼結体嵐２の方が密度、強度、
靭性ともに高く、本発明の製造法が従来法よりも緻密化
が容易でかつ強度、靭性を向上させるのに効果的である
ことがわかった。
靭性ともに高く、本発明の製造法が従来法よりも緻密化
が容易でかつ強度、靭性を向上させるのに効果的である
ことがわかった。
「発明の効果」
緻密で高強度、高靭性を有する窒化ケイ素焼結体を容易
に製造することができる。
に製造することができる。
特許出願人 日本特殊陶栗株式会社 。
、１．）
代表者鈴木亭−
Claims (2)
- （１）ケイ素合金を粉砕し、成形し、窒素を含む雰囲気
中で加熱窒化した後、さらに高い温度で焼成することを
特徴とする窒化ケイ素焼結体の製造法。 - （２）ケイ素合金が、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈ
ｆ及びＴａのうちから選ばれる１種以上０．１〜３０重
量％を含有するものである特許請求の範囲第１項記載の
窒化ケイ素焼結体の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62016645A JPS63185866A (ja) | 1987-01-27 | 1987-01-27 | 窒化ケイ素焼結体の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62016645A JPS63185866A (ja) | 1987-01-27 | 1987-01-27 | 窒化ケイ素焼結体の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63185866A true JPS63185866A (ja) | 1988-08-01 |
| JPH0511065B2 JPH0511065B2 (ja) | 1993-02-12 |
Family
ID=11922086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62016645A Granted JPS63185866A (ja) | 1987-01-27 | 1987-01-27 | 窒化ケイ素焼結体の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63185866A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01226767A (ja) * | 1988-03-07 | 1989-09-11 | Hitachi Ltd | 導電材及びその製造法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5141011A (en) * | 1974-10-03 | 1976-04-06 | Tatsuro Kuratomi | 4 chitsuka 3 keisoseikeitaino seizoho |
| JPS623076A (ja) * | 1985-06-28 | 1987-01-09 | 京セラ株式会社 | 窒化珪素質焼結体の製造方法 |
-
1987
- 1987-01-27 JP JP62016645A patent/JPS63185866A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5141011A (en) * | 1974-10-03 | 1976-04-06 | Tatsuro Kuratomi | 4 chitsuka 3 keisoseikeitaino seizoho |
| JPS623076A (ja) * | 1985-06-28 | 1987-01-09 | 京セラ株式会社 | 窒化珪素質焼結体の製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01226767A (ja) * | 1988-03-07 | 1989-09-11 | Hitachi Ltd | 導電材及びその製造法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0511065B2 (ja) | 1993-02-12 |
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