JPS63260866A - 複合焼結体及びその製造方法 - Google Patents
複合焼結体及びその製造方法Info
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- JPS63260866A JPS63260866A JP62095056A JP9505687A JPS63260866A JP S63260866 A JPS63260866 A JP S63260866A JP 62095056 A JP62095056 A JP 62095056A JP 9505687 A JP9505687 A JP 9505687A JP S63260866 A JPS63260866 A JP S63260866A
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、窒化アルミニウム、窒化ホウ素及びアルミニ
ウムのホウ素化合物金主成分としてなり、機械的性質に
優れた複合焼結体及びその製造方法に関する。
ウムのホウ素化合物金主成分としてなり、機械的性質に
優れた複合焼結体及びその製造方法に関する。
近年、各種のセラはツクスが産業用の材料部品等に多く
使用されるようになった。
使用されるようになった。
これはセラミックスの持つ優れた耐熱性、耐食性及び機
械的強度等によるものである。これらのセラミックスの
中で窒化アルミニウムと窒化ホウ素の複合材料は耐食性
、熱伝導性及び機械加工に優れた材料として知られてい
る（特開昭５８−３２０７３号公報）。しかし、このよ
うな複合材料を窒化アルミニウム粉末と窒化ホウ素粉末
との混合粉末を焼結して得ようとしても緻密化が十分に
進まず機械的強度が小さいという欠点があった。
械的強度等によるものである。これらのセラミックスの
中で窒化アルミニウムと窒化ホウ素の複合材料は耐食性
、熱伝導性及び機械加工に優れた材料として知られてい
る（特開昭５８−３２０７３号公報）。しかし、このよ
うな複合材料を窒化アルミニウム粉末と窒化ホウ素粉末
との混合粉末を焼結して得ようとしても緻密化が十分に
進まず機械的強度が小さいという欠点があった。
本発明の目的は、緻密化が十分に進んで機械的強度に優
れ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素及びアルミニウムの
ホウ素化合物を主成分としてなる複合焼結体の提供にあ
る。
れ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素及びアルミニウムの
ホウ素化合物を主成分としてなる複合焼結体の提供にあ
る。
本発明者らは、以上の目的を達成するために鋭意研究し
た結果、金属アルミニウム微粉末が窒化アルミニウム微
粉末と窒化ホウ素微粉末との混合粉末の焼結性に大きく
影響することを見い出し本発明を完成するに至った。
た結果、金属アルミニウム微粉末が窒化アルミニウム微
粉末と窒化ホウ素微粉末との混合粉末の焼結性に大きく
影響することを見い出し本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の第１の発明は、窒化アルミニウム、
窒化ホウ素及びアルミニウムのホウ素化合物を主成分と
してなる複合焼結体である。さらに、本発明の第２の発
明は、窒化アルミニウム、窒化ホウ素及び金属アルミニ
ウムの微粉末からなる混合物を、非酸化性雰囲気下１，
６００〜２ 、３００℃の温度にて加熱焼結することを
特徴とする窒化アルミニウム、窒化ホウ素及びアルミニ
ウムのホウ素化合物を主成分としてなる複合焼結体の製
造方法である。
窒化ホウ素及びアルミニウムのホウ素化合物を主成分と
してなる複合焼結体である。さらに、本発明の第２の発
明は、窒化アルミニウム、窒化ホウ素及び金属アルミニ
ウムの微粉末からなる混合物を、非酸化性雰囲気下１，
６００〜２ 、３００℃の温度にて加熱焼結することを
特徴とする窒化アルミニウム、窒化ホウ素及びアルミニ
ウムのホウ素化合物を主成分としてなる複合焼結体の製
造方法である。
まず本発明の第１の発明について説明すると、本発明の
複合焼結体は実質的に窒化アルミニウム、釜化ホウ素及
びアルミニウムのホウ素化合物から構成されている。
複合焼結体は実質的に窒化アルミニウム、釜化ホウ素及
びアルミニウムのホウ素化合物から構成されている。
これらの成分の好ましい割合を具体的に例示すると、重
量で、窒化アルミニウム２５・Ｏ〜８１．０係、窒化ホ
ウ素１０．０〜７４．０％、アルミニウムのホウ素化合
物０，４〜９．０％である。蓋化アルミニウムは機械的
強度と耐摩耗性全向上させる役割を果す成分であシ、２
５．０４未満では耐摩耗性が低下する。また８１．０％
を越えると硬度が増し機械加工性が悪くなる。窒化ホウ
素は機械加工性、耐熱衝撃性を向上させる役割全果す成
分であり、１０．０％未満ではその効果が十分に発揮さ
れず、また７４．０％を越えると耐摩耗性が低下する。
量で、窒化アルミニウム２５・Ｏ〜８１．０係、窒化ホ
ウ素１０．０〜７４．０％、アルミニウムのホウ素化合
物０，４〜９．０％である。蓋化アルミニウムは機械的
強度と耐摩耗性全向上させる役割を果す成分であシ、２
５．０４未満では耐摩耗性が低下する。また８１．０％
を越えると硬度が増し機械加工性が悪くなる。窒化ホウ
素は機械加工性、耐熱衝撃性を向上させる役割全果す成
分であり、１０．０％未満ではその効果が十分に発揮さ
れず、また７４．０％を越えると耐摩耗性が低下する。
アルミニウムのホウ素化合物は窒化アルミニウムと窒化
ホウ素を強固に結合させ機械的強度全向上てせる役割を
果す成分であり、０．４％未満ではその効果が十分に発
揮されず、また９、０係を越えると高温で成形体が軟化
を起しやすくなる。アルミニウムのホウ素化合物とは、
ＡＪ Ｂｎで表わされるものであり、ＡＩ −Ｂ系合金
、ＡＪ Ｂ１２ ｐ ＡＩ ＢＩＯＦＡＩＢ２等がこれ
に該当する。ｋｌ Ｂｎの確認は、例えば元素分析を行
ってフリーのＡｊとＢが存在しないことを確めることに
よって行うことができる。
ホウ素を強固に結合させ機械的強度全向上てせる役割を
果す成分であり、０．４％未満ではその効果が十分に発
揮されず、また９、０係を越えると高温で成形体が軟化
を起しやすくなる。アルミニウムのホウ素化合物とは、
ＡＪ Ｂｎで表わされるものであり、ＡＩ −Ｂ系合金
、ＡＪ Ｂ１２ ｐ ＡＩ ＢＩＯＦＡＩＢ２等がこれ
に該当する。ｋｌ Ｂｎの確認は、例えば元素分析を行
ってフリーのＡｊとＢが存在しないことを確めることに
よって行うことができる。
本発明の複合焼結体は以下に説明する第２の発明によっ
て製造することができる。
て製造することができる。
本発明の第２の発明の特徴は、窒化アルミニウム、窒化
ホウ素及び金属アルミニウムの微粉末からなる混合物を
非酸化性雰囲気下１６００〜２３００℃の温度にて加熱
焼結することにある。
ホウ素及び金属アルミニウムの微粉末からなる混合物を
非酸化性雰囲気下１６００〜２３００℃の温度にて加熱
焼結することにある。
ここで、窒化アルミニウム、窒化ホウ素及び金属アルミ
ニウムの微粉末の好適な具体的割合を例示すると、窒化
アルミニウム５〜７２重量部、窒化ホウ素２７〜７５重
量部及び金属アルミニウム１〜２０！を部である。
ニウムの微粉末の好適な具体的割合を例示すると、窒化
アルミニウム５〜７２重量部、窒化ホウ素２７〜７５重
量部及び金属アルミニウム１〜２０！を部である。
窒化アルミニウム微粉末が５Ｘ童部未満では耐摩耗性が
低下する傾向にあり、また７２重量部を越えると硬さが
増し機械加工性が悪くなる。
低下する傾向にあり、また７２重量部を越えると硬さが
増し機械加工性が悪くなる。
窒化ホウ素微粉末が２７Ｘ量部未満では機械加工性、耐
熱衝撃性が十分に発揮されず、また７５重量部を越える
と耐摩耗性が低下する。
熱衝撃性が十分に発揮されず、また７５重量部を越える
と耐摩耗性が低下する。
金属アルミニウム微粉末は緻密化促進剤として作用する
もので、窒化ホウ素と高温下で反応して（１）式に示す
ように窒化アルミニウムとホウ素を生成する。
もので、窒化ホウ素と高温下で反応して（１）式に示す
ように窒化アルミニウムとホウ素を生成する。
Ａｊ ＋ ＢＮ →ＡｊＮ＋Ｂ（１）ＡＪ＋Ｂ −
＋ＡｊＢｎ （２）さらにこのホウ素は（２）式
に示すように原料中のアルミニウムと反応してアルミニ
ウムのホウ素化合物となり、窒化アルミニウムと窒化ホ
ウ素の粒界を強固に結合するため、成形体の機械的強度
が著しく向上する。金属アルミニウム微粉末が１重量部
未満では十分な緻密化が図れず、機械的強度が不十分と
なる。一方、２０重量部を越えると焼結の際に窒化ホウ
素倣粉末と金属アルミニウム倣粉末の反応が完全に行な
われなくなるので未反応の金属アルミニウムが残って機
械的強度が不十分になると共に焼結時に焼結体表面に金
属アルミニウムが流出し焼結体と容器とが付層する。１
だ得られた焼結体の電気絶縁性も低下する。
＋ＡｊＢｎ （２）さらにこのホウ素は（２）式
に示すように原料中のアルミニウムと反応してアルミニ
ウムのホウ素化合物となり、窒化アルミニウムと窒化ホ
ウ素の粒界を強固に結合するため、成形体の機械的強度
が著しく向上する。金属アルミニウム微粉末が１重量部
未満では十分な緻密化が図れず、機械的強度が不十分と
なる。一方、２０重量部を越えると焼結の際に窒化ホウ
素倣粉末と金属アルミニウム倣粉末の反応が完全に行な
われなくなるので未反応の金属アルミニウムが残って機
械的強度が不十分になると共に焼結時に焼結体表面に金
属アルミニウムが流出し焼結体と容器とが付層する。１
だ得られた焼結体の電気絶縁性も低下する。
本発明に用いる各原料の粒度としては例えば２０μｍ以
下で十分である。
下で十分である。
原料混合物の焼結は、アルゴン、窒素等の非酸化性雰囲
気下における熱間加圧焼結法または常圧焼結法があげら
れる。特に熱間加圧焼結法は短時間で容易に焼結できる
ので適している。焼結温度は１，６００〜２，３００℃
の範囲である。１．６００°Ｃ未満では窒化ホウ素微粉
末と金属アルミニウム微粉末の反応（１）が完全に行な
われず未反応の金属アルミニウムが析出し、また緻密化
も十分に進まないため成形体の機械的強度と電気絶縁性
が小さくなる。一方、２，３００ ℃’に越えると窒化
ホウ素、窒化アルミニウムの熱分解が起り好ましくない
。
気下における熱間加圧焼結法または常圧焼結法があげら
れる。特に熱間加圧焼結法は短時間で容易に焼結できる
ので適している。焼結温度は１，６００〜２，３００℃
の範囲である。１．６００°Ｃ未満では窒化ホウ素微粉
末と金属アルミニウム微粉末の反応（１）が完全に行な
われず未反応の金属アルミニウムが析出し、また緻密化
も十分に進まないため成形体の機械的強度と電気絶縁性
が小さくなる。一方、２，３００ ℃’に越えると窒化
ホウ素、窒化アルミニウムの熱分解が起り好ましくない
。
熱間加圧焼結をする場合の圧力としては５０〜６５０１
Ｋｇ／ｃｒｒＬ２程度とすることによって機械的残置の
強い複合焼結体を製造するＣとができる。
Ｋｇ／ｃｒｒＬ２程度とすることによって機械的残置の
強い複合焼結体を製造するＣとができる。
以下、本発明全実施例、比較例及び参考例をあげて更に
具体的に説明する。
具体的に説明する。
実施例１ 比較例
窒化アルミニウム微粉末（′ＷｊＬ気化学工業社製、商
品名［デンカＡＬＮ、 ＡＰ −１０Ｊ平均粒径２．５
μｍ）５２ｉ量部、窒化ホウ素微粉末（電気化学工業社
製、商品名「デンカボロンナイトライドＳＰ −Ｉ Ｊ
平均粒径１μｍ）４０ｉｔ部、金属アルミニウム微粉末
（福田金属箔粉社製ＡＩ （Ａｔ）−２５０ｍｅｓｈ
） ８ｉ量部を混合し、振動ボールミル（アルミナ製ポ
ット、アルミナ肱裂ポール使用）で６０分間十分混合し
た。この混合物を円筒状黒鉛型に充填し、黒鉛型の上下
に加圧のための黒鉛製の押棒金入れ２，０００℃の温度
、２００ｋｇ／ｃＩｒＬ２の圧力で窒素雰囲気下で２時
間ホットプレス焼結した。
品名［デンカＡＬＮ、 ＡＰ −１０Ｊ平均粒径２．５
μｍ）５２ｉ量部、窒化ホウ素微粉末（電気化学工業社
製、商品名「デンカボロンナイトライドＳＰ −Ｉ Ｊ
平均粒径１μｍ）４０ｉｔ部、金属アルミニウム微粉末
（福田金属箔粉社製ＡＩ （Ａｔ）−２５０ｍｅｓｈ
） ８ｉ量部を混合し、振動ボールミル（アルミナ製ポ
ット、アルミナ肱裂ポール使用）で６０分間十分混合し
た。この混合物を円筒状黒鉛型に充填し、黒鉛型の上下
に加圧のための黒鉛製の押棒金入れ２，０００℃の温度
、２００ｋｇ／ｃＩｒＬ２の圧力で窒素雰囲気下で２時
間ホットプレス焼結した。
比較例として金属アルミニウム微粉末を用いないで窒化
アルミニウム微粉末６６．２重量部、窒化ホウ素微粉末
６６．８貞を部の割合で配合した以外は実施例１と同様
にしてホットプレス焼結した。
アルミニウム微粉末６６．２重量部、窒化ホウ素微粉末
６６．８貞を部の割合で配合した以外は実施例１と同様
にしてホットプレス焼結した。
上記によって製造した複合焼結体の特性を第１表に示す
以下余白
実施例２〜１０
実施例１で用いた窒化アルミニウム微粉末、窒化ホウ素
微粉末及びアルミニウム金属微粉末の各原料を第２表に
示す配合条件にしたこと以外は実施例１と同様にしてホ
ットプレス焼結し九。このようにして得られた複合焼結
体の特性を第２表に示す〇 以下７会白 施例１と同様にしてホットプレス焼結した。このように
して得られた複合焼結体の特性を第６表に示す。
微粉末及びアルミニウム金属微粉末の各原料を第２表に
示す配合条件にしたこと以外は実施例１と同様にしてホ
ットプレス焼結し九。このようにして得られた複合焼結
体の特性を第２表に示す〇 以下７会白 施例１と同様にしてホットプレス焼結した。このように
して得られた複合焼結体の特性を第６表に示す。
以 ド 余 白
実施例１４〜１６
実施例１で用いた窒化アルミニウム微粉末、窒化ホウ素
微粉末、アルミニウム金属微粉末の各原料を第４表に示
す配合条件にて配合したこと以外は実施例１と同様にし
て振動ボールミルで６０分間混合した。この混合物を円
筒状金型に充填し５００ｋｇ／ｃｍ”の圧力で一軸プレ
スした後、金型よジ成形体を取り出しさらにその成形体
ｔ−２，７００’ｑ ／ ｃｍ２の圧力で静水圧プレス
した。このようにして得られた成形体ｌａｌ化ホウ素容
器に入れ窒素雰囲気中で２，０００℃の温度で６時間焼
成した。
微粉末、アルミニウム金属微粉末の各原料を第４表に示
す配合条件にて配合したこと以外は実施例１と同様にし
て振動ボールミルで６０分間混合した。この混合物を円
筒状金型に充填し５００ｋｇ／ｃｍ”の圧力で一軸プレ
スした後、金型よジ成形体を取り出しさらにその成形体
ｔ−２，７００’ｑ ／ ｃｍ２の圧力で静水圧プレス
した。このようにして得られた成形体ｌａｌ化ホウ素容
器に入れ窒素雰囲気中で２，０００℃の温度で６時間焼
成した。
このようにして得られ九複合焼結体の特性を第４表に示
す。
す。
以下余市
なお第１〜４表に記載した各物性の測定は次の方法によ
った。
った。
０気孔率；ＪＩＳ Ｒ２２０５に準する。
０常温曲げ強さ；ＪＩＳ Ｒ１６０１に準する。
０シヨア一硬度； ＪＩ１３ Ｚ ２２４６ Ｋ準する
。
。
０機械那工性（超硬工具での加工）
Ｏ・・・易
Δ・・・難
×・・・不可
０体積固有抵抗； ＪＩＳ Ｋ６９１１に準する。
本発明によれば、機械的強度が大であり、しかも加工性
と電気絶縁性に優れた複合焼結体を得ることができる。
と電気絶縁性に優れた複合焼結体を得ることができる。
Claims (2)
- （１）窒化アルミニウム、窒化ホウ素及びアルミニウム
のホウ素化合物を主成分としてなる複合焼結体。 - （２）窒化アルミニウム、窒化ホウ素及び金属アルミニ
ウムの微粉末からなる混合物を、非酸化性雰囲気下１，
６００〜２，３００℃の温度にて加熱焼結することを特
徴とする窒化アルミニウム、窒化ホウ素及びアルミニウ
ムのホウ素化合物を主成分としてなる複合焼結体の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62095056A JPS63260866A (ja) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | 複合焼結体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62095056A JPS63260866A (ja) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | 複合焼結体及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63260866A true JPS63260866A (ja) | 1988-10-27 |
Family
ID=14127389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62095056A Pending JPS63260866A (ja) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | 複合焼結体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63260866A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01305862A (ja) * | 1988-06-03 | 1989-12-11 | Nippon Steel Corp | 異方性を有するＢＮ−ＡｌＮ系焼結体およびその製造方法 |
| JP2007314423A (ja) * | 2007-07-25 | 2007-12-06 | Denki Kagaku Kogyo Kk | アルミニウム−セラミックス複合体とその製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5120913A (ja) * | 1974-08-15 | 1976-02-19 | Denki Kagaku Kogyo Kk | |
| JPS55126581A (en) * | 1979-03-19 | 1980-09-30 | De Beers Ind Diamond | Abrasive molded body and its manufacture |
| JPS5832073A (ja) * | 1981-08-21 | 1983-02-24 | 株式会社日立製作所 | 焼結体 |
-
1987
- 1987-04-20 JP JP62095056A patent/JPS63260866A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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