JPS63218584A - Ceramic sintered body - Google Patents

Ceramic sintered body

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Publication number
JPS63218584A
JPS63218584A JP62050477A JP5047787A JPS63218584A JP S63218584 A JPS63218584 A JP S63218584A JP 62050477 A JP62050477 A JP 62050477A JP 5047787 A JP5047787 A JP 5047787A JP S63218584 A JPS63218584 A JP S63218584A
Authority
JP
Japan
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weight
silicides
sintered body
oxides
ceramic sintered
Prior art date
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Pending
Application number
JP62050477A
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Japanese (ja)
Inventor
通泰 小松
常治 亀田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS63218584A publication Critical patent/JPS63218584A/en
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的コ (産業上の利用分野) 本発明は、高温においても機械的強度に優れた窒化ケイ
素を主成分とするセラミックス焼結体に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Objective of the Invention (Industrial Application Field) The present invention relates to a ceramic sintered body containing silicon nitride as a main component and having excellent mechanical strength even at high temperatures.

(従来の技術) 窒化ケイ素を主成分とするセラミックス焼結体は、19
00℃までの優れた耐熱性を有し、かつ低い熱膨張係数
のため、耐熱衝撃抵抗性にも優れている等の緒特性をも
つことからガスタービン翼、自動車部品用部材等を始め
各種の高強度耐熱部品に応用が試みられている。また溶
融金属に対する耐食性が優れていることがら耐溶湯材料
としての応用面も実用化されている。
(Prior art) Ceramic sintered bodies containing silicon nitride as a main component are 19
It has excellent heat resistance up to 00°C and has a low coefficient of thermal expansion, so it has excellent thermal shock resistance and is suitable for various applications such as gas turbine blades and automobile parts. Attempts are being made to apply it to high-strength, heat-resistant parts. Furthermore, since it has excellent corrosion resistance against molten metal, it has also been put into practical use as a molten metal resistant material.

ところで、窒化ケイ素自身は焼結性が極めて悪く、従来
より各種の焼結方法が試みられている。
By the way, silicon nitride itself has extremely poor sinterability, and various sintering methods have been tried.

このような窒化ケイ素を主成分とするセラミックス焼結
体の製造方法としては、現在のところ添加物による緻密
化焼結、窒化反応を利用する反応焼結に大別できる。こ
れらの焼結方法のうち、前者の添加物による緻密化焼結
は、窒化ケイ素より低融点の金属化合物を添加すること
により粒界に液相を形成し、この液相により粒子の再配
列を容易にして緻密質な窒化ケイ素焼結体を得る方法で
ある。このような焼結の助剤として働く添加物としては
、Mg、AJ!、、Y、Sc、La、Ceの酸化物が知
られており、単独またはこれらの組合せにより使用され
ている。これらの焼結助剤のうちでも、酸化イツトリウ
ム−酸化アルミニウム系がよく用いられている。この酸
化イツトリウム−酸化アルミニウム系は、これらに窒化
アルミニウムを加えて使用したり、さらに酸化チタンや
酸化マグネシウムのような金R酸化物を加えて使用され
ている。
At present, methods for producing ceramic sintered bodies containing silicon nitride as a main component can be roughly divided into densification sintering using additives and reaction sintering using a nitriding reaction. Among these sintering methods, the former densification sintering using additives forms a liquid phase at grain boundaries by adding a metal compound with a lower melting point than silicon nitride, and this liquid phase causes particle rearrangement. This is a method for easily obtaining a dense silicon nitride sintered body. Additives that act as sintering aids include Mg, AJ! , Y, Sc, La, and Ce oxides are known and used alone or in combination. Among these sintering aids, yttrium oxide-aluminum oxide systems are often used. This yttrium oxide-aluminum oxide system is used with the addition of aluminum nitride, or with the addition of a gold R oxide such as titanium oxide or magnesium oxide.

(発明が解決しようとする問題点) ところで、上述したように焼結助剤を使用した窒化ケイ
素の焼結方法は、いったん液相を形成し、この液相によ
り粒子の再配列を容易にして緻密質な窒化ケイ素焼結体
を得る方法であるが、この液相は焼結後も粒界に一部ガ
ラス相として残存する。そして、このガラス相のような
低融点化合物の残存量が多いと、高温においてこの粒界
に存在する低融点化合物より破壊が起こるという難点が
あった。
(Problems to be Solved by the Invention) By the way, as mentioned above, the method of sintering silicon nitride using a sintering aid once forms a liquid phase, and this liquid phase facilitates the rearrangement of particles. Although this is a method for obtaining a dense silicon nitride sintered body, this liquid phase partially remains as a glass phase at the grain boundaries even after sintering. If there is a large residual amount of a low melting point compound such as the glass phase, there is a problem that destruction occurs at high temperatures due to the presence of the low melting point compound present at the grain boundaries.

このように従来の焼結助剤を使用して製造した窒1ヒケ
イ素を主成分とするセラミックス焼結体は、高温強度お
よび硬度の点で必ずしも十分に満足できるものではなく
、さらにこれらの点の改善された窒化ケイ素焼結体が強
く望まれている。
Ceramic sintered bodies containing nitride/arsenic as a main component produced using conventional sintering aids are not necessarily fully satisfactory in terms of high-temperature strength and hardness, and furthermore, these A silicon nitride sintered body with improved properties is strongly desired.

本発明はこのような難点を解消するためになされたもの
で、高温強度および硬度の著しく改善された窒化ケイ素
を主成分とするセラミックス焼結体を提供することを目
的とする。
The present invention has been made to solve these difficulties, and an object of the present invention is to provide a ceramic sintered body containing silicon nitride as a main component, which has significantly improved high-temperature strength and hardness.

[発明の構成コ (問題点を解決するための手段) 本発明のセラミックス焼結体は、焼結助剤として希土類
酸化物0.5〜10重量%、窒化アルミニウム0.5〜
10重量%およびマグネシウム、コバルトまたはニッケ
ルの酸化物またはケイ化物、クロムの酸化物、炭化物ま
たはケイ化物、モリブデンまたはタングステンの炭化!
l171またはケイ化物、ジルコニウムの酸化物、炭化
物、ケイ化物またはホウ化物、チタンの酸化物、炭化物
、ケイ化物、窒化物またはホウ化物からなる群より選ば
れた少なくとも 1種0.5〜10重量%を含み、残部
が窒化ケイ素からなるセラミックス混合物を成形、焼成
してなること、および焼結助剤として希土類酸化物0.
5〜10重量%、窒化アルミニウム0.5〜10重量%
、マグネシウム、コバルトまたはニッケルの酸化物また
はケイ化物、クロムの酸化物、炭化物またはケイ化物、
モリブデンまたはタングステンの炭化物t、たはグイ化
物、ジルコニウムの酸化物、炭化物、ケイ化物またはホ
ウ化物、チタンの酸化物、炭化物、ケイ化物、窒化物ま
たはホウ化物からなる群より選ばれた少なくとも 1種
0.5〜10重量%およびハフニウム、ニオブまたはタ
ンタルの酸化物、炭化物またはケイ化物からなる群より
より選ばれた少なくとも1種0.5〜10重量%を含み
、残部が窒化ケイ素からなるセラミックス混合物を成形
、焼成してなることを特徴としている。
[Constitution of the Invention (Means for Solving Problems)] The ceramic sintered body of the present invention contains 0.5 to 10% by weight of rare earth oxide and 0.5 to 10% by weight of aluminum nitride as sintering aids.
10% by weight and oxides or silicides of magnesium, cobalt or nickel, oxides, carbides or silicides of chromium, carbides of molybdenum or tungsten!
1171 or 0.5 to 10% by weight of at least one selected from the group consisting of silicide, zirconium oxide, carbide, silicide or boride, titanium oxide, carbide, silicide, nitride or boride. , the remainder being silicon nitride, and 0.0% of a rare earth oxide as a sintering aid.
5-10% by weight, aluminum nitride 0.5-10% by weight
, magnesium, cobalt or nickel oxides or silicides, chromium oxides, carbides or silicides,
At least one member selected from the group consisting of molybdenum or tungsten carbides, zirconium oxides, carbides, silicides, or borides, and titanium oxides, carbides, silicides, nitrides, or borides. A ceramic mixture containing 0.5 to 10% by weight of at least one selected from the group consisting of oxides, carbides, or silicides of hafnium, niobium, or tantalum, and the remainder consisting of silicon nitride. It is characterized by being made by molding and firing.

本発明に使用する窒化ケイ素は、平均粒径が1μm以下
で、その構成相がα相80%以上のものが好ましい。平
均粒径は微細なものほど焼結性が高くなり好ましく、1
μm以下の範囲で焼結助剤を均一に分散させる効果が大
きい。
The silicon nitride used in the present invention preferably has an average particle size of 1 μm or less and has a constituent phase of 80% or more of α phase. The finer the average particle size is, the higher the sintering property is, so it is preferable.
It has a great effect of uniformly dispersing the sintering aid in the range of μm or less.

本発明に使用する希土類酸化物としては、例えば酸化イ
ツトリウム、酸化セシウム、酸化ネオジウム等が例示さ
れ、これらの単体または混合物として用いられる。なお
、これらの希土類酸化物としては、加熱により酸化物と
なる希土類化合物も適用できる。これらのうち特に酸化
イツトリウムは得られる焼結体の結晶粒を長柱状にし、
高靭性化や高硬度化に寄与するなめ好ましい、そして、
これらの希土類酸化物とマグネシウム、コバルトまたは
ニッケルの酸化物またはケイ化物、クロムの酸化物、炭
化物またはケイ化物、モリブデンまたはタングステンの
炭化物またはケイ化物、ジルコニウムまたはチタンの酸
化物、炭化物、ケイ化物またはホウ化物からなる群より
選ばれた少なくとも 1Mの金属化合物成分(加熱によ
り酸化物、ケイ化物、炭化物、ホウ化物となる化合物を
含む)は共に焼結促進剤として機能し、また焼結後には
粒界に高融点の化合物として残存する。希土類酸化物の
添加量は全セラミックス混合物中の0.5〜10重量%
、特に好ましくは1〜7.5重量%の範囲であり、また
上記した他の金属化合物の添加量は全セラミックス混合
物中の0.5〜10重景%重量に好ましくは1〜7.5
重量%の範囲であり、この範囲内で得られる焼結体の機
械的強度および耐熱衝撃性が特に優れているからである
。なお、ジルコニウムの酸化物を使用する場合には、安
定化剤として含まれている酸化イツトリウムの量も考慮
する。
Examples of rare earth oxides used in the present invention include yttrium oxide, cesium oxide, and neodymium oxide, which may be used alone or as a mixture. Note that, as these rare earth oxides, rare earth compounds that become oxides when heated can also be used. Among these, yttrium oxide in particular makes the crystal grains of the obtained sintered body long columnar,
It is preferable because it contributes to high toughness and hardness, and
These rare earth oxides and oxides or silicides of magnesium, cobalt or nickel, oxides, carbides or silicides of chromium, carbides or silicides of molybdenum or tungsten, oxides, carbides, silicides or boron of zirconium or titanium At least 1M of metal compound components selected from the group consisting of oxides (including compounds that become oxides, silicides, carbides, and borides when heated) both function as sintering accelerators, and also form grain boundaries after sintering. remains as a compound with a high melting point. The amount of rare earth oxide added is 0.5 to 10% by weight of the total ceramic mixture.
, particularly preferably in the range of 1 to 7.5% by weight, and the amount of the other metal compounds mentioned above is preferably 1 to 7.5% by weight of the total ceramic mixture.
This is because the mechanical strength and thermal shock resistance of the sintered body obtained within this range are particularly excellent. In addition, when using a zirconium oxide, the amount of yttrium oxide contained as a stabilizer is also taken into consideration.

本発明における他の添加成分である窒化アルミニウムは
、形成された液相の再結晶化に寄与するものであり、こ
れにより高温における機械的強度が増加するとともに、
焼結促進にも寄与するものであるが、余り多くてもそれ
以上の効果が見られないので全セラミックス混合物中の
0.5〜10重量%の範囲より選ばれ、特に好ましくは
1〜7.5重量%の範囲である。
Aluminum nitride, which is another additive component in the present invention, contributes to recrystallization of the formed liquid phase, thereby increasing mechanical strength at high temperatures, and
Although it also contributes to the promotion of sintering, it is selected from the range of 0.5 to 10% by weight, particularly preferably from 1 to 7. It is in the range of 5% by weight.

そして、本発明の窒化ケイ素を主成分とするセラミック
ス焼結体には、前述した焼結助剤の伯にハフニウム、ニ
オブまたはタンタルの酸化物、炭化物またはケイ化物よ
り選ばれた少なくとも 1種の金属化合物を全セラミッ
クス混合物中に0.5〜10重景%重量に好ましくは1
〜7.5重量%の範囲で添加してもよく、これらにより
さらに高温強度に優れたものとなる。
The ceramic sintered body containing silicon nitride as a main component of the present invention contains at least one metal selected from hafnium, niobium, or tantalum oxides, carbides, or silicides as the sintering aid. Preferably 1% to 0.5% to 10% by weight of the compound in the total ceramic mixture
It may be added in an amount of up to 7.5% by weight, resulting in even better high-temperature strength.

これらの焼結助剤として添加する成分は、その合計量で
全セラミックス混合物中の4〜20重量%の範囲である
ことが好ましく、その添加量が4重量%未満では液相焼
結促進の効果が十分に得られず、また20重量%を超え
ると窒化ケイ素本来の特性を損する可能性がある。
The total amount of these components added as sintering aids is preferably in the range of 4 to 20% by weight based on the total ceramic mixture, and if the added amount is less than 4% by weight, the effect of promoting liquid phase sintering will be reduced. If the content exceeds 20% by weight, the inherent properties of silicon nitride may be impaired.

本発明は上記各組成分を所定範囲内の組成比で含む混合
物をまず所要の形状に成形し、不活性雰囲気中1600
℃〜1900℃の温度で焼結する。なお、この焼結はい
わゆる常圧焼結法によっても緻密質で、高温強度に優れ
、高硬度の窒化ケイ素系焼結体が得られるが、その他の
焼結法、例えば雰囲気加圧焼結法、ホットプレス法、熱
間静水圧焼結法(HIP)等、またはこれらの組合せに
よっても同様の性能を備えた焼結体が得られる。
In the present invention, a mixture containing the above components in a composition ratio within a predetermined range is first molded into a desired shape, and then heated under an inert atmosphere for 1600 m
Sinter at temperatures between 1900°C and 1900°C. Note that this sintering can also be performed using the so-called atmospheric pressure sintering method to obtain a silicon nitride-based sintered body that is dense, has excellent high-temperature strength, and is highly hard, but other sintering methods such as atmospheric pressure sintering A sintered body having similar performance can also be obtained by a hot pressing method, a hot isostatic sintering method (HIP), or a combination thereof.

(作 用) 本発明の窒化ケイ素を主成分とするセラミックス焼結体
の構成相は、その添加成分および添加量によって異なる
が、代表的には第1表に示すとおりであり、各々結晶粒
界には高融点の化合物が形成され、ガラス相のような低
融点化合物の残穿量は極めて少なくなる。
(Function) The constituent phases of the ceramic sintered body containing silicon nitride as a main component of the present invention vary depending on the added components and amounts, but are typically as shown in Table 1. A compound with a high melting point is formed, and the remaining amount of a compound with a low melting point such as a glass phase becomes extremely small.

(実施例) 以下本発明を実施例によって説明する。(Example) The present invention will be explained below with reference to Examples.

実施例1 平均粒径0.8μmの窒化ケイ素(α相95%)粉末8
8重量%、平均粒径0.9μmの酸化イツトリウム粉末
5重量%、平均粒径1.0μIの窒化アルミニウム粉末
5型景%、平均粒径0.5μmの酸化マグネシウム粉末
2重量%をボールミルにて約24時間混合を行ない原料
粉末を調整した9次いで、この原料粉末100重量部に
対してバインダを5重量部添加配合し、約11000t
 / ciの成形圧で長さ50n×幅50n×厚さIn
の棒状成形体を形成し、次いで窒素ガス雰囲気中におい
て、700℃、1時間で脱脂を行なった後、窒素ガス雰
囲気中において、1750℃、2時間の条件で常圧焼結
を行ない窒化ケイ素を主成分とするセラミックス焼結体
を作製した。
Example 1 Silicon nitride (95% α phase) powder 8 with an average particle size of 0.8 μm
8% by weight, 5% by weight of yttrium oxide powder with an average particle size of 0.9 μm, 5% by weight of aluminum nitride powder with an average particle size of 1.0 μm, and 2% by weight of magnesium oxide powder with an average particle size of 0.5 μm were prepared in a ball mill. Mixing was carried out for about 24 hours to prepare the raw material powder.Next, 5 parts by weight of binder was added to 100 parts by weight of this raw material powder, and about 11,000 tons were mixed.
/ci molding pressure length 50n x width 50n x thickness In
After degreasing in a nitrogen gas atmosphere at 700°C for 1 hour, pressureless sintering was performed at 1750°C in a nitrogen gas atmosphere for 2 hours to form silicon nitride. A ceramic sintered body with the main component was fabricated.

このようにして得たセラミックス焼結体を用いて、常温
および1200℃における抗折強度と硬度をそれぞれ測
定したところ、その結果は第2表に示すとおりであった
Using the ceramic sintered body thus obtained, the bending strength and hardness at room temperature and 1200° C. were measured, and the results were as shown in Table 2.

なお、表中の比較例1は本発明との比較のために掲げた
ものであり、実施例1で使用した窒化ケイ素粉末、酸化
イツトリウム粉末および酸化マグネシウム粉末を各々9
3重量%、5fc、1%、2重量%で含有する原料粉末
を用いて、実施例1と同一条件で作製したセラミックス
焼結体である。
In addition, Comparative Example 1 in the table is listed for comparison with the present invention, and the silicon nitride powder, yttrium oxide powder, and magnesium oxide powder used in Example 1 were each
This is a ceramic sintered body produced under the same conditions as Example 1 using raw material powder containing 3% by weight, 5fc, 1%, and 2% by weight.

第  2  表 なお、表中の抗折強度値は3点曲げ強度試験によるもの
で試料サイズ4mm :x 3n X 40n、試@条
件はクロスヘッドスピード0.5n/分、スパン30U
、各温度での測定は4回行ないその平均値で示した。
Table 2 The bending strength values in the table are based on a 3-point bending strength test, sample size 4mm: x 3n x 40n, test conditions: crosshead speed 0.5n/min, span 30U.
The measurements at each temperature were performed four times and the average value is shown.

実施例2〜10 実施例1で使用した窒化ケイ素粉末、酸化イツトリウム
粉末、窒化アルミニウム粉末および酸化マグネシウム粉
末または平均粒径0.8μmのケイ化マグネシウム粉末
を各々第3表に示す組成比で各々実施例と同一条件で混
合して原料粉末を調合し、第3表に示す条件で焼結を行
ないセラミックス焼結体を各々作製した。
Examples 2 to 10 The silicon nitride powder, yttrium oxide powder, aluminum nitride powder and magnesium oxide powder or magnesium silicide powder with an average particle size of 0.8 μm used in Example 1 were each used in the composition ratios shown in Table 3. Raw material powders were prepared by mixing under the same conditions as in the example, and sintering was performed under the conditions shown in Table 3 to produce ceramic sintered bodies.

このようにして得たセラミックス焼結体を用いて、実施
例1と同一条件で抗折強度および硬度を測定した。その
結果も合せて第3表に示す。
Using the ceramic sintered body thus obtained, bending strength and hardness were measured under the same conditions as in Example 1. The results are also shown in Table 3.

なお、表中の組成を表わす数値は重量%を示す(以下同
じ)。
Note that the numerical values representing the composition in the table indicate weight % (the same applies hereinafter).

(以下余白) 実施例11〜20 実施例1で使用した窒化ケイ素粉末、酸化イツトリウム
粉末および窒化アルミニウム粉末と、第4表に示す金属
化合物を第4表に示す組成比により各々実施例1と同一
条件で混合して原料粉末を調整し、第4表に示す条件で
焼結を行ないセラミックス焼結体を各々作製した。
(Left space below) Examples 11 to 20 The silicon nitride powder, yttrium oxide powder, and aluminum nitride powder used in Example 1 and the metal compounds shown in Table 4 were used in the same composition ratios as shown in Table 4, respectively, as in Example 1. Raw material powders were prepared by mixing under the conditions, and sintering was performed under the conditions shown in Table 4 to produce ceramic sintered bodies.

このようにして得たセラミックス焼結体を用いて、実施
例1と同一条件で抗折強度および硬度を測定した。その
結果も合せて第4表に示す。
Using the ceramic sintered body thus obtained, bending strength and hardness were measured under the same conditions as in Example 1. The results are also shown in Table 4.

(以下余白) 実施例21〜30 実施例1で使用した窒化ケイ素粉末、酸化イツトリウム
粉末および窒化アルミニウム粉末と、第5表に示す金属
化合物を第5表に示す組成比により各々実施例1と同一
条件で混合して原料粉末を調整し、第5表に示す条件で
焼結を行ないセラミックス焼結体を各々作製した。
(Left space below) Examples 21 to 30 The silicon nitride powder, yttrium oxide powder, and aluminum nitride powder used in Example 1 and the metal compounds shown in Table 5 were used in the same composition ratios as shown in Table 5, respectively, as in Example 1. Raw material powders were prepared by mixing under the conditions, and sintering was performed under the conditions shown in Table 5 to produce ceramic sintered bodies.

このようにして得たセラミックス焼結体を用いて、実施
例1と同一条件で抗折強度および硬度を測定した。その
結果も合せて第5表に示す。
Using the ceramic sintered body thus obtained, bending strength and hardness were measured under the same conditions as in Example 1. The results are also shown in Table 5.

(以下余白) 第5表 傘1:甲均粒径1μ園 112:平均粒径1μ−幸3:
 ’l’にノ秋任1μ−電4 : !l’J−眉t↑1
μ■実施例31〜40 実施例1で使用した窒化ケイ素粉末、酸化イツトリウム
粉末および窒化アルミニウム粉末と、第6表に示す金属
化合物を第6表に示す組成比により各々実施例1と同一
条件で混合して原料粉末を調整し、第6表に示す条件で
焼結を行ないセラミックス焼結体を各々作製した。
(Leaving space below) Table 5 Umbrella 1: Average particle size 1μ 112: Average particle size 1μ - Kou 3:
'l' ni noakito 1μ-den 4: ! l'J-eyebrow t↑1
μ■ Examples 31 to 40 The silicon nitride powder, yttrium oxide powder, and aluminum nitride powder used in Example 1 and the metal compounds shown in Table 6 were prepared under the same conditions as in Example 1 using the composition ratios shown in Table 6. The raw material powders were prepared by mixing and sintered under the conditions shown in Table 6 to produce ceramic sintered bodies.

このようにして得たセラミックス焼結体を用いて、実施
例1と同一条件で抗折強度および硬度を測定した。その
結果も合せて第6表に示す。
Using the ceramic sintered body thus obtained, bending strength and hardness were measured under the same conditions as in Example 1. The results are also shown in Table 6.

(以下余白) 111Filll 実施例41〜50 実施例1で使用した窒化ケイ素粉末、酸化イツトリウム
粉末および窒化アルミニウム粉末と、第7表に示す金属
化合物を第7表に示す組成比により各々実施例1と同一
条件で混合して原料粉末を調整し、第7表に示す条件で
焼結を行ないセラミックス焼結体を各々作製した。
(Blank below) 111Fill Examples 41 to 50 The silicon nitride powder, yttrium oxide powder, and aluminum nitride powder used in Example 1 and the metal compounds shown in Table 7 were mixed into Example 1 and the metal compounds shown in Table 7 in the composition ratios shown in Table 7, respectively. Raw material powders were prepared by mixing under the same conditions, and sintering was performed under the conditions shown in Table 7 to produce ceramic sintered bodies.

このようにして得たセラミックス焼結体を用いて、実施
例1と同一条件で抗折強度および硬度を測定した。その
結果も合せて第7表に示す。
Using the ceramic sintered body thus obtained, bending strength and hardness were measured under the same conditions as in Example 1. The results are also shown in Table 7.

(以下余白) ++5:平均粒t!08μm 実施例51〜60 実施例1で使用した窒化ケイ素粉末、酸化イツトリウム
粉、末および窒化アルミニウム粉末と、第8表に示す金
属化合物を第8表に示す組成比により各々実施例1と同
一条件で混合して原料粉末を調整し、第8表に示す条件
で焼結を行ないセラミックス焼結体を各々作製しな。
(Left below) ++5: Average grain t! 08 μm Examples 51 to 60 The silicon nitride powder, yttrium oxide powder, and aluminum nitride powder used in Example 1, and the metal compounds shown in Table 8 were used in the composition ratios shown in Table 8 under the same conditions as Example 1. The raw material powders were prepared by mixing and sintering was performed under the conditions shown in Table 8 to produce ceramic sintered bodies.

このようにして得たセラミックス焼結体を用いて、実施
例1と同一条件で抗折強度および硬度を測定した。その
結果も合せて第8表に示す。
Using the ceramic sintered body thus obtained, bending strength and hardness were measured under the same conditions as in Example 1. The results are also shown in Table 8.

(以下余白) −5:重均粒径07μm 傘6:平均粒径0.8μ−傘
7:平均粒径1μm 中8:平均粒径1μ膳−9:平均
Fi2径O,Sμ麿  傘10:平均粒窪O,Sμ駿[
発明の効果コ 以上説明したように本発明のセラミックス焼結体によれ
ば、高温においても機械的強度に優れており、かつ高硬
度であり、各種高強度耐熱部材に好適である。
(Leaving space below) -5: Average particle size 07μm Umbrella 6: Average particle size 0.8μm - Umbrella 7: Average particle size 1μm Medium 8: Average particle size 1μm -9: Average Fi2 diameter O, Sμ Maro Umbrella 10: Average grain size O, Sμ [
Effects of the Invention As explained above, the ceramic sintered body of the present invention has excellent mechanical strength and high hardness even at high temperatures, and is suitable for various high-strength heat-resistant members.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)焼結助剤として希土類酸化物0.5〜10重量%
、窒化アルミニウム0.5〜10重量%およびマグネシ
ウム、コバルトまたはニッケルの酸化物またはケイ化物
、クロムの酸化物、炭化物またはケイ化物、モリブデン
またはタングステンの炭化物またはケイ化物、ジルコニ
ウムの酸化物、炭化物、ケイ化物またはホウ化物、チタ
ンの酸化物、炭化物、ケイ化物、窒化物またはホウ化物
からなる群より選ばれた少なくとも1種0.5〜10重
量%を含み、残部が窒化ケイ素からなるセラミックス混
合物を成形、焼成してなることを特徴とするセラミック
ス焼結体。
(1) 0.5-10% by weight of rare earth oxide as a sintering aid
, 0.5-10% by weight of aluminum nitride and oxides or silicides of magnesium, cobalt or nickel, oxides, carbides or silicides of chromium, carbides or silicides of molybdenum or tungsten, oxides, carbides or silicides of zirconium. Forming a ceramic mixture containing 0.5 to 10% by weight of at least one selected from the group consisting of titanium oxides, borides, titanium oxides, carbides, silicides, nitrides, and borides, with the remainder being silicon nitride. , a ceramic sintered body characterized by being formed by firing.
(2)焼結助剤の総添加量は、セラミックス混合物中の
4〜20重量%の範囲である特許請求の範囲第1項記載
のセラミックス焼結体。
(2) The ceramic sintered body according to claim 1, wherein the total amount of the sintering aid added is in the range of 4 to 20% by weight in the ceramic mixture.
(3)希土類酸化物が酸化イットリウムである特許請求
の範囲第1項または第2項記載のセラミックス焼結体。
(3) The ceramic sintered body according to claim 1 or 2, wherein the rare earth oxide is yttrium oxide.
(4)窒化ケイ素の平均粒径が1μm以下である特許請
求の範囲第1項ないし第3項のいずれか1項記載のセラ
ミックス焼結体。
(4) The ceramic sintered body according to any one of claims 1 to 3, wherein the average grain size of silicon nitride is 1 μm or less.
(5)焼結助剤として希土類酸化物0.5〜10重量%
、窒化アルミニウム0.5〜10重量%、マグネシウム
、コバルトまたはニッケルの酸化物またはケイ化物、ク
ロムの酸化物、炭化物またはケイ化物、モリブデンまた
はタングステンの炭化物またはケイ化物、ジルコニウム
の酸化物、炭化物、ケイ化物またはホウ化物、チタンの
酸化物、炭化物、ケイ化物、窒化物またはホウ化物から
なる群より選ばれた少なくとも1種0.5〜10重量%
およびハフニウム、ニオブまたはタンタルの酸化物、炭
化物またはケイ化物からなる群よりより選ばれた少なく
とも1種0.5〜10重量%を含み、残部が窒化ケイ素
からなるセラミックス混合物を成形、焼成してなること
を特徴とするセラミックス焼結体。
(5) 0.5-10% by weight of rare earth oxide as a sintering aid
, 0.5-10% by weight of aluminum nitride, oxides or silicides of magnesium, cobalt or nickel, oxides, carbides or silicides of chromium, carbides or silicides of molybdenum or tungsten, oxides, carbides or silicides of zirconium. 0.5 to 10% by weight of at least one selected from the group consisting of titanium oxides, borides, titanium oxides, carbides, silicides, nitrides, and borides
and 0.5 to 10% by weight of at least one selected from the group consisting of oxides, carbides, or silicides of hafnium, niobium, or tantalum, and the remainder is silicon nitride, which is formed by molding and firing a ceramic mixture. A ceramic sintered body characterized by:
(6)焼結助剤の総添加量は、セラミックス混合物中の
4〜20重量%の範囲である特許請求の範囲第5項記載
のセラミックス焼結体。
(6) The ceramic sintered body according to claim 5, wherein the total amount of the sintering aid added is in the range of 4 to 20% by weight in the ceramic mixture.
(7)希土類酸化物が酸化イットリウムである特許請求
の範囲第5項または第6項記載のセラミックス焼結体。
(7) The ceramic sintered body according to claim 5 or 6, wherein the rare earth oxide is yttrium oxide.
(8)窒化ケイ素の平均粒径が1μm以下である特許請
求の範囲第ラ項ないし第7項のいずれか1項記載のセラ
ミックス焼結体。
(8) The ceramic sintered body according to any one of claims A to 7, wherein the average grain size of silicon nitride is 1 μm or less.
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