JPS6335454A - 窒化ケイ素系セラミツクス及びその製造方法 - Google Patents
窒化ケイ素系セラミツクス及びその製造方法Info
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- JPS6335454A JPS6335454A JP61177638A JP17763886A JPS6335454A JP S6335454 A JPS6335454 A JP S6335454A JP 61177638 A JP61177638 A JP 61177638A JP 17763886 A JP17763886 A JP 17763886A JP S6335454 A JPS6335454 A JP S6335454A
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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）
本発明は常温においても、また高ｉＪこおいても機械的
性質の優れた窒化ケイ素を主成分とするセラミックス焼
結体およびその製造方法に関する。
性質の優れた窒化ケイ素を主成分とするセラミックス焼
結体およびその製造方法に関する。
（従来の技術）
窒化ケイ素系セラミックスは従来破壊靭性壇が低くまた
特に高温において強度が低下するという問題がある。こ
れを改善するために炭化ケイ素ウィスカーを混合して焼
結するという技術が開発されたが、炭化ケイ素ウィスカ
ーの焼結体中の分散あるいは、窒化ケイ素との密着性に
間Ｓ４があり、−破壊靭性の若干の向上ばみられるもの
の、特に高温での強度劣化が大きく十分な結果が得られ
ていない。
特に高温において強度が低下するという問題がある。こ
れを改善するために炭化ケイ素ウィスカーを混合して焼
結するという技術が開発されたが、炭化ケイ素ウィスカ
ーの焼結体中の分散あるいは、窒化ケイ素との密着性に
間Ｓ４があり、−破壊靭性の若干の向上ばみられるもの
の、特に高温での強度劣化が大きく十分な結果が得られ
ていない。
（発明が解決しようとする問題点）
炭化ケイ素ウィスカーを添加した窒化ケイ素系セラミッ
クスにおいては炭化ケイ素ウィスカーの分散及び密着性
が悪く、特に高温で強度が劣化するという問題があった
。
クスにおいては炭化ケイ素ウィスカーの分散及び密着性
が悪く、特に高温で強度が劣化するという問題があった
。
本発明の目的は上記した問題点を解決し、機械的特性の
優えた窒化ケイ素系セラミックスを提供しようとするも
のである。
優えた窒化ケイ素系セラミックスを提供しようとするも
のである。
（問題点を解決するための手段と作用）本発明の窒化ケ
イ素−添加物系の焼結体からなる窒化ケイ素系セラミッ
クスは、添加物の反応により形成される焼結体中の粒界
第２相中に炭化ケイ素ウィスカーを含むことを特償とす
る。
イ素−添加物系の焼結体からなる窒化ケイ素系セラミッ
クスは、添加物の反応により形成される焼結体中の粒界
第２相中に炭化ケイ素ウィスカーを含むことを特償とす
る。
また、本発明の窒化ケイ素系セラミックスの製造方法は
添加物として加えるべき希土類元素酸化物とアルミナ、
マグネシア、窒化アルミニウム、散ｆヒ鉄、酸化チタン
、酸化ジルコニウム、及び炭化モリブデンから選ばれる
少なくともｌｆｉと炭化ケイ素ウィスカーとの混合物を
あらかじめ１５００−１８００℃の温度で溶融させ、凝
固後に粉砕し、窒化ケイ素と混合し焼結することを特徴
とするものである。
添加物として加えるべき希土類元素酸化物とアルミナ、
マグネシア、窒化アルミニウム、散ｆヒ鉄、酸化チタン
、酸化ジルコニウム、及び炭化モリブデンから選ばれる
少なくともｌｆｉと炭化ケイ素ウィスカーとの混合物を
あらかじめ１５００−１８００℃の温度で溶融させ、凝
固後に粉砕し、窒化ケイ素と混合し焼結することを特徴
とするものである。
添加物と炭化ケイ素ウィスカーをあらかじめ溶融するこ
とにより、炭化ケイ素ウィスカーが融液中で均一に分散
する。したがって、これを、凝固、粉砕して窒化ケイ素
と混合して焼結することにより繊維強化機構にもとすき
破壊靭性値が向上し、また特に高温において劣化するこ
とが問題となる、添加物によって形成される粒界第２相
中に炭化ケイ票ウィスカーが均一に分散され、同相の高
温ｌこおける劣化を防止する作用をする。よって、破壊
靭性の向上と同時に高温増度も浸れた・−給体が得られ
る。
とにより、炭化ケイ素ウィスカーが融液中で均一に分散
する。したがって、これを、凝固、粉砕して窒化ケイ素
と混合して焼結することにより繊維強化機構にもとすき
破壊靭性値が向上し、また特に高温において劣化するこ
とが問題となる、添加物によって形成される粒界第２相
中に炭化ケイ票ウィスカーが均一に分散され、同相の高
温ｌこおける劣化を防止する作用をする。よって、破壊
靭性の向上と同時に高温増度も浸れた・−給体が得られ
る。
（実施例）
平均粒径１．０μ酸化イツトリウム（ｙ、 ｏ、 ）、
平均粒径０．５μアルミナ（Ａ ｚｏｏｓ ）、平均粒
径１ｏμ窒化アルミニウム（Ａ７Ｎ）、平均粒径０．８
μ酸化ルコニウム（ｚｒ＊Ｏｓ）、平均粒径０．５μマ
グネシア及び平均粒径４μ、長さ５μの炭化ケイ素ウィ
スカーをそれぞれ表に示す組成に占び、溶媒としてｎ−
ブタノールを用いてゴム２イニングボールミルにて約２
４時間混合を行い、参考例を含めて１０；】の添カロ′
吻扮末をＡ整した。
平均粒径０．５μアルミナ（Ａ ｚｏｏｓ ）、平均粒
径１ｏμ窒化アルミニウム（Ａ７Ｎ）、平均粒径０．８
μ酸化ルコニウム（ｚｒ＊Ｏｓ）、平均粒径０．５μマ
グネシア及び平均粒径４μ、長さ５μの炭化ケイ素ウィ
スカーをそれぞれ表に示す組成に占び、溶媒としてｎ−
ブタノールを用いてゴム２イニングボールミルにて約２
４時間混合を行い、参考例を含めて１０；】の添カロ′
吻扮末をＡ整した。
上記調至扮末１１７５０℃で６０分間溶融した。
・凝固したのち解砕し平均粒径１．２μの窒化ケイ素（
Ｓ ｉ、Ｎ、 ）け末を、ｒｏ、ｔて表に示す組成にし
、洛媒七〇−ブタノールとしてアルミナ製ボールミルで
４８時間分砕混合することによシ原料粉末を調整した。
Ｓ ｉ、Ｎ、 ）け末を、ｒｏ、ｔて表に示す組成にし
、洛媒七〇−ブタノールとしてアルミナ製ボールミルで
４８時間分砕混合することによシ原料粉末を調整した。
、ｊ１科粉末を１７８０℃、３００ ｋｇ／ｃｍ”の条
件で９０分１１１ホツトプレスした。また、原料扮末に
ステアＩＪ ン酸（粘結Ａす）を重母比で７係それぞれ
添加混合し７００ｋｇ／ｃ＋ｕ”の成形圧で長さ６０
ｍｍ 幅４０ ｍｍノアさｌＱｍｍの嘩吠成形体を得た
。この成形体につき、まず７００℃で加熱処理を施し、
粘結剤を揮発除去後、窒素ガス雰囲気下でそれぞれ表に
示す温くで１２０分間虜圧Ｊ８１浩を行い、窒化ケイ素
系セラミックス焼結体を得た。
件で９０分１１１ホツトプレスした。また、原料扮末に
ステアＩＪ ン酸（粘結Ａす）を重母比で７係それぞれ
添加混合し７００ｋｇ／ｃ＋ｕ”の成形圧で長さ６０
ｍｍ 幅４０ ｍｍノアさｌＱｍｍの嘩吠成形体を得た
。この成形体につき、まず７００℃で加熱処理を施し、
粘結剤を揮発除去後、窒素ガス雰囲気下でそれぞれ表に
示す温くで１２０分間虜圧Ｊ８１浩を行い、窒化ケイ素
系セラミックス焼結体を得た。
上記によって得たｔｊ８結体につき、抗折強度及び破壊
靭性値をそれぞれ測定した結果を併せて表に示した。
靭性値をそれぞれ測定した結果を併せて表に示した。
なお、抗折強度は３点曲げ強度試験によるもので試料サ
イズ３ Ｘ ４ Ｘ ４０ｍｍ、試、・験条件はクロス
ヘツドスピードＱ、５ｍｍ／分、スパン３０ ｍ ｍ
温Ｋ Ｖ！常温及び１２００℃とし！温度での測定は８
回行いその平均値で示した。ま友破壊靭性値（ＫＩＣ）
はＪＩＳ Ｒ１６０１に基ずきダイヤモンドカッター
にて試料面中央部に幅Ｑ、３ｍｍ深さＱ、７５ｍｍのＵ
溝をつけスパン３Ｑｍｍ、クロスヘツドスピード０．５
ｍｍ／ｍ ｉ ｎの条件により常温で実験し、次式に従
って求めた。
イズ３ Ｘ ４ Ｘ ４０ｍｍ、試、・験条件はクロス
ヘツドスピードＱ、５ｍｍ／分、スパン３０ ｍ ｍ
温Ｋ Ｖ！常温及び１２００℃とし！温度での測定は８
回行いその平均値で示した。ま友破壊靭性値（ＫＩＣ）
はＪＩＳ Ｒ１６０１に基ずきダイヤモンドカッター
にて試料面中央部に幅Ｑ、３ｍｍ深さＱ、７５ｍｍのＵ
溝をつけスパン３Ｑｍｍ、クロスヘツドスピード０．５
ｍｍ／ｍ ｉ ｎの条件により常温で実験し、次式に従
って求めた。
ＫＸｃ−Ｙ（Ｆａ１／２
Ｙ：形状因子
０２曲げ強度
ａ：亀裂長さ
表により炭化ケイ素ウィスカーと添加物のＭ盪割合が３
０チ以内であれば営温、高温ともに高く、破壊靭性値も
優れていることがわかる。
０チ以内であれば営温、高温ともに高く、破壊靭性値も
優れていることがわかる。
以上説明したように本発明の窒化ケイ素セラミックスは
破壊靭性値、並びに高温強度がともに優れたものである
。
破壊靭性値、並びに高温強度がともに優れたものである
。
以下余白
Claims (4)
- （１）窒化ケイ素−添加物系の焼結体からなる窒化ケイ
素系セラミックスにおいて、添加物の反応により形成さ
れる焼結体中の粒界第２相中に炭化ケイ素ウィスカーを
含むことを特徴とする窒化ケイ素系セラミックス。 - （２）添加物が希土類酸化物、アルミナ、マグネシア、
窒化アルミニウム、酸化鉄、酸化チタン、酸化ジルコニ
ウム、及び炭化モリブデンから選ばれる少なくとも１種
を０．１−１５重量％と炭化ケイ素ウィスカー０．１−
２５重量％との混合物であることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の窒化ケイ素系セラミックス。 - （３）炭化ケイ素ウィスカーを含む添加物をあらかじめ
１５００−１８００℃の温度で溶融させ、凝固させたの
ち粉砕により粒径を１−２０μとして、窒化ケイ素と混
合し１６５０−１８５０℃の温度で焼結することを特徴
とする窒化ケイ素系セラミックスの製造方法。 - （４）溶融凝固後に粉砕した添加物が１−３０重量％で
残部が窒化ケイ素よりなる特許請求の範囲第３項記載の
窒化ケイ素系セラミックスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61177638A JPS6335454A (ja) | 1986-07-30 | 1986-07-30 | 窒化ケイ素系セラミツクス及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61177638A JPS6335454A (ja) | 1986-07-30 | 1986-07-30 | 窒化ケイ素系セラミツクス及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6335454A true JPS6335454A (ja) | 1988-02-16 |
Family
ID=16034491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61177638A Pending JPS6335454A (ja) | 1986-07-30 | 1986-07-30 | 窒化ケイ素系セラミツクス及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6335454A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003010113A1 (en) * | 2001-07-24 | 2003-02-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Wear-resistant silicon nitride member and method for manufacture thereof |
-
1986
- 1986-07-30 JP JP61177638A patent/JPS6335454A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003010113A1 (en) * | 2001-07-24 | 2003-02-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Wear-resistant silicon nitride member and method for manufacture thereof |
| US7056850B2 (en) | 2001-07-24 | 2006-06-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Wear-resistant silicon nitride member and method of manufacture thereof |
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