JPS63206362A - 二硼化金属基セラミツクスの製造方法 - Google Patents
二硼化金属基セラミツクスの製造方法Info
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- JPS63206362A JPS63206362A JP62035475A JP3547587A JPS63206362A JP S63206362 A JPS63206362 A JP S63206362A JP 62035475 A JP62035475 A JP 62035475A JP 3547587 A JP3547587 A JP 3547587A JP S63206362 A JPS63206362 A JP S63206362A
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Landscapes
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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】
駁１ユＪ夏Ｌ１光Ｉ一
本発明は、二硼化金属基セラミックスの製造方法に関す
る。
る。
１１Ｌ艮り
二硼化金属基セラミックスは、たとえば特開昭５２−１
０６３０６＠公報や特開昭５４−９０３１４号公報に開
示されているように、ホットプレス法を用いて製造され
ていた。
０６３０６＠公報や特開昭５４−９０３１４号公報に開
示されているように、ホットプレス法を用いて製造され
ていた。
が ゛しよ と るμ
しかし、二硼化金属基セラミックスの高密度化及び高強
度化は、ホットプレス焼結を施しても困難であった。
度化は、ホットプレス焼結を施しても困難であった。
１１列１致
本発明は、高密度、高強度かつ高硬度を有する二硼化金
属基セラミックスを提供することを目的とする。
属基セラミックスを提供することを目的とする。
凡１Ｊと」旦一
本発明はこの目的を達成するために二硼化金属の粉末に
、全量に基づき１〜２０重量％の金属粉末および全量に
基づき０．１〜１０１１％のカーボン粉末を混合して混
合物を作り成形して焼成することを特徴とする二硼化金
属基セラミックスの製造方法を要旨としている。
、全量に基づき１〜２０重量％の金属粉末および全量に
基づき０．１〜１０１１％のカーボン粉末を混合して混
合物を作り成形して焼成することを特徴とする二硼化金
属基セラミックスの製造方法を要旨としている。
本発明において、二硼化金属の粉末に、全量に基づき１
〜２０重量％の金属粉末および全量に基づき０．１〜１
０重量％のカーボン粉末を混合して混合物を作り成形し
て焼成する。
〜２０重量％の金属粉末および全量に基づき０．１〜１
０重量％のカーボン粉末を混合して混合物を作り成形し
て焼成する。
ニー化金屈の一種又は二種以上を主成分とし、これと全
量に基づき１〜２０重量％の金属粉末の一種以上の結合
剤とを基本組成として、これにカーボン粉末を全量に基
づき０゜１〜１０重量％の割合で添加して混合した混合
物を作り、成形して焼成するのである。
量に基づき１〜２０重量％の金属粉末の一種以上の結合
剤とを基本組成として、これにカーボン粉末を全量に基
づき０゜１〜１０重量％の割合で添加して混合した混合
物を作り、成形して焼成するのである。
前記二硼化金属は、ＭＢ２型硼化物および高温時にＭＢ
Ｚ型硼型物化物るＭ２８５型硼化物の一種又は二種以上
からなる。Ｍは金属を表す。
Ｚ型硼型物化物るＭ２８５型硼化物の一種又は二種以上
からなる。Ｍは金属を表す。
そのようなＭＢＺ型硼型物化物例としては、Ｔｉ ８２
、 Ｚｒ ８２ 、ＶＢ２ 、Ｎｂ Ｂ２ 。
、 Ｚｒ ８２ 、ＶＢ２ 、Ｎｂ Ｂ２ 。
Ｔａ Ｂ２ 、 ＭＯ８２、Ｍｎ ８２ 、
Ｈｆ ８２ 。
Ｈｆ ８２ 。
ＡＱ Ｂ２である。Ｍ２ ＢＳ型硼化物としてはたとえ
ばＭＯ２Ｂｓ 、Ｗ２ ＢＳである。
ばＭＯ２Ｂｓ 、Ｗ２ ＢＳである。
また、前記金属粉末は、たとえばＣｒ、Ｎｉ、Ｔｉ 、
Ｍｏ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｔａから選ばれた一種又は二種以上
であり、結合剤として働く。
Ｍｏ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｔａから選ばれた一種又は二種以上
であり、結合剤として働く。
さらに、前記混合物の焼成が無加圧焼結法、あるいは加
圧焼結法により行われる。
圧焼結法により行われる。
前記金属粉末を全量に基づき１〜２０重量％混ぜる理由
は次のとおりである。
は次のとおりである。
金属粒子は二硼化金属粒のぬれ性を向上させる。さらに
前記カーボンにより還元された二硼化金属中の硼素が金
属粒子と化合して強固な粒界相として二硼化金属マトリ
ックスに存在する。
前記カーボンにより還元された二硼化金属中の硼素が金
属粒子と化合して強固な粒界相として二硼化金属マトリ
ックスに存在する。
金属粉末が１重量％より少ないと、ぬれ性が改善されず
、緻密化が進行せず、また、還元された二硼化金属中の
硼素と金属との化合物量も少なくマトリックス中に強固
な粒界相を形成出来ない。
、緻密化が進行せず、また、還元された二硼化金属中の
硼素と金属との化合物量も少なくマトリックス中に強固
な粒界相を形成出来ない。
また、金属粉末が２０重量％より多いと、ぬれ性を逆に
阻害し、また、還元された二硼化金属中の硼素と金属と
の化合物量が、多くマトリックス中に存在して強度が低
下してしまう。
阻害し、また、還元された二硼化金属中の硼素と金属と
の化合物量が、多くマトリックス中に存在して強度が低
下してしまう。
次に、カーボン粉末を全量に基づき０．１〜１０重量％
混ぜる理由は次のとおりである。
混ぜる理由は次のとおりである。
カーボンは、金属粉末によるぬれ性をさらに向上させか
つ金属（Ｍとする）と反応してＭ−Ｃ相を形成する。さ
らにカーボンは二硼化金属を還元し二硼化金属中の金属
（Ｍ’ とする）と化合して、Ｍ’−Ｃ相を形成し、強
固な粒界相を形成する。
つ金属（Ｍとする）と反応してＭ−Ｃ相を形成する。さ
らにカーボンは二硼化金属を還元し二硼化金属中の金属
（Ｍ’ とする）と化合して、Ｍ’−Ｃ相を形成し、強
固な粒界相を形成する。
カーボン粉末が０．１重量％よりも少ないとぬれ性も改
善されず、二硼化金属を還元するのに不十分でＭ−Ｃ，
Ｍ’−Ｃ相を形成するのに不十分である。
善されず、二硼化金属を還元するのに不十分でＭ−Ｃ，
Ｍ’−Ｃ相を形成するのに不十分である。
一方、カーボン粉末が１０重最％より多くなると、ぬれ
性を逆に阻害し、Ｍ−Ｃ，Ｍ’−Ｃ相を形成するに必要
でない残留カーボンにより強度が低下してしまう。
性を逆に阻害し、Ｍ−Ｃ，Ｍ’−Ｃ相を形成するに必要
でない残留カーボンにより強度が低下してしまう。
友−１−１
（１） ９９重量％のＴｉ ８２にＣを１重Ｍ％添加
して固定し、Ｏｒの添加量を０〜１４重量％の間で適宜
設定して、１９００℃で１時間アルゴン中において（焼
成条件）無加圧焼結した。その結果を表−１と第１図及
び第２図に示す。
して固定し、Ｏｒの添加量を０〜１４重量％の間で適宜
設定して、１９００℃で１時間アルゴン中において（焼
成条件）無加圧焼結した。その結果を表−１と第１図及
び第２図に示す。
第１図では、Ｔｉ ８２９９重量％＋Ｃ１重量％焼結体
の相対密度に及ぼすＣｒの影響をＯ印で示している。な
おΔ印はＴｉ ８２が１００重量％の場合である。表−
１に示すように、抗折強度は１０９〜３７６ＭＰａと太
きい。また相対密度も高い。
の相対密度に及ぼすＣｒの影響をＯ印で示している。な
おΔ印はＴｉ ８２が１００重量％の場合である。表−
１に示すように、抗折強度は１０９〜３７６ＭＰａと太
きい。また相対密度も高い。
（２） ９９重量％のＴｉ Ｂ２にＣを１重量％添加
して固定し、この混合物１００部に対して、Ｃｒを７部
添加した組成について、１９００℃で１時間アルゴン中
において（焼成条件）ホットプレスした。その結果を表
−２と第２図に示す。
して固定し、この混合物１００部に対して、Ｃｒを７部
添加した組成について、１９００℃で１時間アルゴン中
において（焼成条件）ホットプレスした。その結果を表
−２と第２図に示す。
第２図では、Ｔｉ ８２９９重量％＋Ｃ１重量％焼結体
の抗折強度に及ぼすＣｒの影響をＯ印で示している。な
おΔ印はＴｉ Ｂ２が１００重量％の場合である。また
、星印はホットプレス品（１９００℃、３０分、３００
Ｋｇ／ｃｍ２の焼成条件）を示している。
の抗折強度に及ぼすＣｒの影響をＯ印で示している。な
おΔ印はＴｉ Ｂ２が１００重量％の場合である。また
、星印はホットプレス品（１９００℃、３０分、３００
Ｋｇ／ｃｍ２の焼成条件）を示している。
（３） Ｔｉ Ｂ２に対してＣｒ＋Ｃの総添加量を限
定して、１９００℃で１時間アルゴン中において（焼成
条件）無加圧焼結した。
定して、１９００℃で１時間アルゴン中において（焼成
条件）無加圧焼結した。
なお、Ｃｒ＋Ｃの重量比は７：０．７：１゜７：１．５
，７：２とした。その結果を表−３と第３図と第４図と
第５図と第６図に示す。
，７：２とした。その結果を表−３と第３図と第４図と
第５図と第６図に示す。
第３図は相対密度とＣｒ十Ｃの添加量の関係を示してい
る。 第４図は（１９００℃、１時間、アルゴン中）の
焼成条件における相対密度とＣ／Ｃｒの比との関係を示
している。
る。 第４図は（１９００℃、１時間、アルゴン中）の
焼成条件における相対密度とＣ／Ｃｒの比との関係を示
している。
第５図は（１９００℃、１時間、アルゴン中）の焼成条
件における抗折強度とＯｒ十〇の添加量の関係を示して
いる。第６図は同条件における抗折強度とＣｌ０ｒの比
との関係を示している。なお、第３図から第６図の口中
はＴｉ Ｂ２が１００重量％の場合を示したものである
。特に、Ｃｒ十Ｃの添加量が７．５重量％でそのＣｒ：
Ｃの比が７：１．５の組成では、相対密度は大きく、抗
折強度は最大３９８ＭＰａにも達する。
件における抗折強度とＯｒ十〇の添加量の関係を示して
いる。第６図は同条件における抗折強度とＣｌ０ｒの比
との関係を示している。なお、第３図から第６図の口中
はＴｉ Ｂ２が１００重量％の場合を示したものである
。特に、Ｃｒ十Ｃの添加量が７．５重量％でそのＣｒ：
Ｃの比が７：１．５の組成では、相対密度は大きく、抗
折強度は最大３９８ＭＰａにも達する。
第４図と第６図における記号は次のものを表している。
実施例 ○ ： Ｔｉ ８２９５重量％＋（Ｏｒ ＋
Ｃ）５重Ｍ％ ・ ： Ｔｉ８２９２．５重量％＋（Ｃｒ ＋Ｃ
＞ ７．５重間％ Ｇ ： ＴｉＢｚ９０重量％＋（Ｏｒ ＋Ｃ）
１０重量％ Ｏ： Ｔｉ８２８７．５重量％＋ （Ｃｒ ＋Ｃ）１２．５ｆｆｉ量％ なお、Ｃｒ ＋Ｃの重量比は７：０．７：１゜７：１．
５．７：２とする。
Ｃ）５重Ｍ％ ・ ： Ｔｉ８２９２．５重量％＋（Ｃｒ ＋Ｃ
＞ ７．５重間％ Ｇ ： ＴｉＢｚ９０重量％＋（Ｏｒ ＋Ｃ）
１０重量％ Ｏ： Ｔｉ８２８７．５重量％＋ （Ｃｒ ＋Ｃ）１２．５ｆｆｉ量％ なお、Ｃｒ ＋Ｃの重量比は７：０．７：１゜７：１．
５．７：２とする。
ところで、この発明は、上記実施例に限定されず、次の
ような系をも含むものである。
ような系をも含むものである。
なおＭは金属を表す。
（１） 二硼化金属十Ｍ＋Ｃ
（２） 二硼化金属十Ｃｒ＋Ｃ
（３） Ｔｉ Ｂ２ ＋Ｍ＋Ｃ
（４） Ｔｉ Ｂ２ ＋Ｏｒ ＋Ｃ
（５） 二硼化金属＋金属炭化物
（６） 二硼化金属＋炭化クロム
（７） 二硼化金属十〇ｒ ３ Ｃ２
（８） Ｔｉ Ｂ２＋金属炭化物
（９） Ｔｉ ８２＋炭化クロム
（１Ｇ） Ｔｉ Ｂ２ ＋Ｃｒ ｓ Ｃ２（１１）
上記（５）〜（１０）のそれぞれにＣを添加した系 １１悲ＩＬ 以上説明したように、本発明によれば高密度、高強度か
つ高硬度の二硼化金属基セラミックスを容易に製造する
ことが出来る。また、高密度、高強度かつ高硬度の二硼
化金属基セラミックスを無加圧により製造することが出
来、作業性が向上する。
上記（５）〜（１０）のそれぞれにＣを添加した系 １１悲ＩＬ 以上説明したように、本発明によれば高密度、高強度か
つ高硬度の二硼化金属基セラミックスを容易に製造する
ことが出来る。また、高密度、高強度かつ高硬度の二硼
化金属基セラミックスを無加圧により製造することが出
来、作業性が向上する。
第１図はＴｉ ８２９９重量％＋Ｃ１重量％焼結体の相
対密度に及ぼすＣｒの影響を示す図、第２図はＴｉ ８
２９９重量％＋Ｃ１重量％焼結体の抗折強度に及ぼすＯ
ｒの影響を示す図、第３図は相対密度とＣｒ ＋Ｃの添
加量の関係を示す図、第４図は相対密度とＣ／Ｃｒの比
の関係を示す図、第５図は抗折強度とＣｒ＋Ｃの添加量
の関係を示す図、第６図は抗折強度とＣｌ０ｒの比の関
係を示す図である。 表−１ 組 成 焼成条件 相対 抗 折
ＮＯ密度 密 度 （重量）％） （％）
ＭＰａＩ Ｔｉ ８２１００％ １０００℃ｘ
１１−１ｒ 、 １ｎＡｒ ７７ １５０２ （
ＴｉＢ２９９％＋ ０１％ ７１１０９
３（Ｔｉ８２９９％＋ ０１％）＋ Ｏｒ ３．５％ ９８
１７５４ （ＴｉＢ２９９％＋ Ｃ１％）＋ Ｏｒ ７％ 、９８２４６５ （
Ｔｉ８２９９％＋ ０１％〉＋ ０ｒ１０．５％ 、９８３７６６
（Ｔｉ８２９９％＋ ０１％）＋ Ｑｒ １４％ ８９６２６５表−２ 組 成 焼 成 条 件 相対 抗折Ｎｏ
密
度 密度（重量％） （％
） ＭＰａｌ （Ｔｉ ８２９９％＋
１９００℃０１％） ＋ Ｘ３０１１ｉｎ
。 Ｃｒ ７％ ３００ｋ（１／ｃ ＠２１０
０ ４０６表−３ ＮｏＴｉ ８２ Ｃｒ＋ＣＣｒ ＋Ｃ焼成条件 相対
密度 抗折強度（重量％）（重量％） の重量比
（％） （ＭＰａ）１ ９５ ５
７：０ １９００℃ｘ９３２６９１Ｈ「。 ｎＡｒ ２〃＃ ７：１ Ｎ９６ ３１
５３ ＃ ＃ ７：１．５
＃ ９７ ３８６４＃ ｎ
７：２ １１’１９ ３５５５９２．５
７．５ ７：ＯＩｔ ９３ ３２
９６＃ 〃７：１ Ｎ１００
３３１７ 〃〃７：１．５ 〃１０Ｇ
３９８Ｂ〃ｎ ７：２ Ｎ１０
０ ３６８９９０ １０ ７：ＯＮ９
３ ２７５１ｏｎ ＃ ７：１
Ｎ９９ １７１１１ ’
＃ ７：１．５ Ｎ１００ ３３
２１２− ＃ ７：２ Ｎ１
００ ３１６１３８７．５ １２．５
７：Ｏ＃ ９３ ２７２１４〃＃ ７
：１ Ｎ９４ ３１６１５ 〃〃
７：１．５ ＃ ％ ２７４１６〃
〃７：２ Ｎ９７ ３４３Ｃｒの添加
量 Ｃｒの添加量（重量Ｚ） 第３図 Ｃｒ＋Ｃの添加量 （言置Ｚ） 第４図 Ｃ／Ｃｒ （重１１ｔｔ） 第５図
対密度に及ぼすＣｒの影響を示す図、第２図はＴｉ ８
２９９重量％＋Ｃ１重量％焼結体の抗折強度に及ぼすＯ
ｒの影響を示す図、第３図は相対密度とＣｒ ＋Ｃの添
加量の関係を示す図、第４図は相対密度とＣ／Ｃｒの比
の関係を示す図、第５図は抗折強度とＣｒ＋Ｃの添加量
の関係を示す図、第６図は抗折強度とＣｌ０ｒの比の関
係を示す図である。 表−１ 組 成 焼成条件 相対 抗 折
ＮＯ密度 密 度 （重量）％） （％）
ＭＰａＩ Ｔｉ ８２１００％ １０００℃ｘ
１１−１ｒ 、 １ｎＡｒ ７７ １５０２ （
ＴｉＢ２９９％＋ ０１％ ７１１０９
３（Ｔｉ８２９９％＋ ０１％）＋ Ｏｒ ３．５％ ９８
１７５４ （ＴｉＢ２９９％＋ Ｃ１％）＋ Ｏｒ ７％ 、９８２４６５ （
Ｔｉ８２９９％＋ ０１％〉＋ ０ｒ１０．５％ 、９８３７６６
（Ｔｉ８２９９％＋ ０１％）＋ Ｑｒ １４％ ８９６２６５表−２ 組 成 焼 成 条 件 相対 抗折Ｎｏ
密
度 密度（重量％） （％
） ＭＰａｌ （Ｔｉ ８２９９％＋
１９００℃０１％） ＋ Ｘ３０１１ｉｎ
。 Ｃｒ ７％ ３００ｋ（１／ｃ ＠２１０
０ ４０６表−３ ＮｏＴｉ ８２ Ｃｒ＋ＣＣｒ ＋Ｃ焼成条件 相対
密度 抗折強度（重量％）（重量％） の重量比
（％） （ＭＰａ）１ ９５ ５
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５３ ＃ ＃ ７：１．５
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７：１．５ ＃ ％ ２７４１６〃
〃７：２ Ｎ９７ ３４３Ｃｒの添加
量 Ｃｒの添加量（重量Ｚ） 第３図 Ｃｒ＋Ｃの添加量 （言置Ｚ） 第４図 Ｃ／Ｃｒ （重１１ｔｔ） 第５図
Claims (5)
- （１）二硼化金属の粉末に、全量に基づき１〜２０重量
％の金属粉末および全量に基づき０．１〜１０重量％の
カーボン粉末を混合して混合物を作り成形して焼成する
ことを特徴とする二硼化金属基セラミックスの製造方法
。 - （２）前記二硼化金属が、ＴｉＢ＿２、ＺｒＢ＿２、Ｖ
Ｂ＿２、ＮｂＢ＿２、ＴａＢ＿２、ＭｏＢ＿２、ＭｎＢ
＿２、ＨｆＢ＿２、ＡｌＢ＿２のＭＢ＿２型硼化物およ
びＭｏ＿２Ｂ＿５、Ｗ＿２Ｂ＿５の高温時にＭＢ＿２型
硼化物になるＭ＿２Ｂ＿５型硼化物の一種又は二種以上
からなる特許請求の範囲第１項に記載の二硼化金属基セ
ラミックスの製造方法。 - （３）前記金属粉末が、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｓｉ
、Ｆｅ、Ｔａの一種又は二種以上からなる特許請求の範
囲第１項に記載の二硼化金属基セラミックスの製造方法
。 - （４）前記混合物の焼成が無加圧焼結法により行われる
特許請求の範囲第１項に記載の二硼化金属基セラミック
スの製造方法。 - （５）前記混合物の焼成が加圧焼結法により行われる特
許請求の範囲第１項に記載の二硼化金属基セラミックス
の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62035475A JPS63206362A (ja) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | 二硼化金属基セラミツクスの製造方法 |
| US07/155,604 US4873053A (en) | 1987-02-20 | 1988-02-12 | Method for manufacturing a metal boride ceramic material |
| DE3804982A DE3804982A1 (de) | 1987-02-20 | 1988-02-18 | Verfahren zur herstellung eines metallborid-keramikmaterials |
| US07/622,638 US5102835A (en) | 1987-02-20 | 1990-12-05 | Metal boride ceramic material |
| US07/629,025 US5158913A (en) | 1987-02-20 | 1990-12-18 | Metal boride ceramic material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62035475A JPS63206362A (ja) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | 二硼化金属基セラミツクスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63206362A true JPS63206362A (ja) | 1988-08-25 |
| JPH0535695B2 JPH0535695B2 (ja) | 1993-05-27 |
Family
ID=12442796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62035475A Granted JPS63206362A (ja) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | 二硼化金属基セラミツクスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63206362A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01172274A (ja) * | 1987-12-25 | 1989-07-07 | S T K Ceramics Kenkyusho:Kk | ホウ化チタンセラミックス焼結体の製造方法 |
| JPH01172273A (ja) * | 1987-12-25 | 1989-07-07 | S T K Ceramics Kenkyusho:Kk | ホウ化チタンセラミックス焼結体 |
| JPH01183471A (ja) * | 1988-01-14 | 1989-07-21 | S T K Ceramics Kenkyusho:Kk | ホウ化チタンセラミックス焼結体の製造方法 |
| JPH01261280A (ja) * | 1988-04-08 | 1989-10-18 | Central Glass Co Ltd | ニホウ化チタン系焼結体の製造法 |
-
1987
- 1987-02-20 JP JP62035475A patent/JPS63206362A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01172274A (ja) * | 1987-12-25 | 1989-07-07 | S T K Ceramics Kenkyusho:Kk | ホウ化チタンセラミックス焼結体の製造方法 |
| JPH01172273A (ja) * | 1987-12-25 | 1989-07-07 | S T K Ceramics Kenkyusho:Kk | ホウ化チタンセラミックス焼結体 |
| JPH01183471A (ja) * | 1988-01-14 | 1989-07-21 | S T K Ceramics Kenkyusho:Kk | ホウ化チタンセラミックス焼結体の製造方法 |
| JPH0577634B2 (ja) * | 1988-01-14 | 1993-10-27 | Stk Ceramics Lab | |
| JPH01261280A (ja) * | 1988-04-08 | 1989-10-18 | Central Glass Co Ltd | ニホウ化チタン系焼結体の製造法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0535695B2 (ja) | 1993-05-27 |
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