JPS6357389B2 - - Google Patents
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- JPS6357389B2 JPS6357389B2 JP59051882A JP5188284A JPS6357389B2 JP S6357389 B2 JPS6357389 B2 JP S6357389B2 JP 59051882 A JP59051882 A JP 59051882A JP 5188284 A JP5188284 A JP 5188284A JP S6357389 B2 JPS6357389 B2 JP S6357389B2
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Description
本発明は新規な高強度耐酸化性ホウ化金属化合
物系セラミツクス材料及びその製造方法に関し、
さらに詳しくは、特定のホウ化金属化合物とケイ
化モリブデンとを含有して成る粉末組成物を焼結
して得られた、高密度かつ高強度の耐酸化性を有
するホウ化金属化合物系セラミツクス材料及びそ
の製造方法に関するものである。 一般にホウ化金属化合物系セラミツクスは、高
融点かつ高硬度で、その上優れた高温強度を有す
るので、従来から切削工具材料や熱機関部品材料
として用いられることを期待されており、また最
近では耐熱性が要求されるロケツト用材料として
注目されている。しかしながら、ホウ化金属化合
物のみから形成されたセラミツクスは、抗折強度
が低く、もろいという重大な欠点を有している。 そこで、本発明者らは、このようなホウ化金属
化合物系セラミツクスが有する欠点を克服するた
めに研究を重ね、先にホウ化金属化合物と酸化ジ
ルコニウムの粉末組成物を焼結して成るセラミツ
クス材料（特願昭56−151596号）や、ホウ化金属
化合物と炭窒化チタンの粉末組成物を焼結して成
るセラミツクス材料（特願昭57−121748号）を提
案した。 しかしながら、これらのホウ化金属化合物系セ
ラミツクス材料は高強度、高硬度、高密度及び良
好な組織を有し、かつ耐熱性にも優れているもの
の、高温における耐酸化性については、必ずしも
満足しうるものではなかつた。 本発明者らは、高密度で硬度や強度が高く、し
かも耐酸化性に優れたホウ化金属化合物系セラミ
ツクス材料を提供すべく、さらに鋭意研究を進め
た結果、特定のホウ化金属化合物とケイ化モリブ
デンとから成る粉末組成物を焼結して得られたも
のが、その目的に適合しうることを見出し、この
知見に基づいて本発明を完成するに至つた。 すなわち、本発明は、(A)TiB2，TaB2，MnB2，
MoB2，VB2，NbB2，HfB2，AlB2，MgB2，
W2B5及びMo2B5の中から選ばれた少なくとも１
種のホウ化金属化合物粉末１〜99重量％及び(B)ケ
イ化モリブデン粉末99〜１重量％から成る粉末組
成物を焼成して成る高強度耐酸化性ホウ化金属化
合物系セラミツクス材料、並びに、前記粉末組成
物を真空中又は中性若しくは還元性雰囲気中でホ
ツトプレスにより焼結するか、あるいは該粉末組
成物を冷間圧縮してラバープレスにより圧粉体と
なすか又は泥漿法により圧粉体となしたのち、真
空中又は中性若しくは還元性雰囲気中で焼結する
ことを特徴とする高強度耐酸化性ホウ化金属化合
物系セラミツクス材料を提供するものである。 本発明において(A)成分として用いるホウ化金属
化合物粉末は、MB2及びM2B5（Ｍは金属である）
の形式でそれぞれ示される二ホウ化金属化合物及
び五二ホウ化金属化合物の粉末であつて、二ホウ
化金属化合物として(A)TiB2，TaB2，MnB2，
MoB2，VB2，NbB2，HfB2，AlB2及びMgB2が
用いられ、五二ホウ化金属化合物としてW2B5及
びMo2B5が用いられる。これらのホウ化物はホ
ウ化物系セラミツクスの基本成分としてよく知ら
れているものである（例えば特公昭56−41690号
公報、特公昭56−45984号公報、特開昭55−
167180号公報、特開昭56−32379号公報参照）。 これらのホウ化金属化合物はそれぞれ単独で用
いてもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよ
い。また、該ホウ化金属化合物は微粉砕して、平
均粒径2μ以下、好ましくは1μ以下に調製して用
いるのが望ましい。 また、本発明における(B)成分のケイ化モリブデ
ン（MoSi2）粉末も、平均粒径2μ以下に調製して
用いることが好ましい。 本発明においては、前記のホウ化金属化合物粉
末とケイ化モリブデン粉末との配合割合は、重量
基準で１：99ないし99：１の範囲で選ばれる。こ
の配合割合が前記範囲を逸脱すると、得られた焼
結体の強度が著しく低下し、また有利な焼結温度
で焼結体を得ることが困難である。特に好ましい
ホウ化金属化合物粉末とケイ化モリブデン粉末と
の配合割合は、重量基準で95：５ないし10：90の
範囲である。 本発明のセラミツクス材料は、次の２種類の方
法によつて容易に製造することができる。 すなわち、第１の方法については、ホウ化金属
化合物粉末とケイ化モリブデン粉末とを前記のよ
うな割合で配合して粉末組成物を調製し、このも
のを、例えば黒鉛型のような型に充てんしたの
ち、真空中又は窒素、アルゴン、水素、二酸化炭
素ガスなどの中性若しくは還元性雰囲気中におい
て、ダイ圧力50〜300Kg／cm2、温度1300〜2000℃、
好ましくは1400〜1800℃の条件で10〜200分間程
度加熱焼結するホツトプレス法を用いて該セラミ
ツクス材料を得る方法であり、一方、第２の方法
については、該粉末組成物を型に充てんして0.5
〜10ton／cm2程度のプレス圧により冷間圧縮し、
次いでこの圧粉体をラバープレス、例えば該圧粉
体をゴムチユーブに装てん後、0.5〜10ton／cm2程
度の静水圧でプレスして圧力分布が取り除かれた
圧粉体を得るか、又は該粉末組成物を例えばボー
ルミルなどを用いて泥漿化したのち、差圧を利用
したり、加圧することにより成形する、いわゆる
泥漿法によつて圧粉体を得、次にこのようにして
得た圧粉体を真空中又は窒素、アルゴン、水素、
二酸化炭素ガスなどの中性若しくは還元性雰囲気
中で1300〜2000℃、好ましくは1500〜2000℃の温
度範囲で60〜200分間焼結して該セラミツクス材
料で得る方法である。 また、本発明のセラミツクス材料は、通常知ら
れているH.I.P.法などによつても製造することが
できる。 本発明のホウ化金属化合物系セラミツクス材料
は、高密度かつ高強度である上に、高温において
酸素の存在下で表面部分にホウケイ酸ガラスを形
成するために耐酸化性に優れており、高温構造
材、ヒーター、耐摩耗性機械部品材料、切削工具
材料などとして極めて好適であつて、多くの分野
において利用することができる。 次に実施例によつて本発明をさらに詳細に説明
する。 実施例 平均粒径2μの二ホウ化チタン粉末70重量部及
び平均粒径2μのケイ化モリブデン粉末30重量部
を均一に混合して粉末組成物を調製した。次い
で、この組成物を金型に入れ、2ton／cm2の圧力で
圧縮成形したのち、さらに3ton／cm2の圧力でラバ
ープレスにより圧縮する。 このようにして得られた圧粉体を真空中、1650
℃で90分間加熱焼結して焼結体を得た。このもの
の抗折強度は700MN／m2、ビツカース硬度は
2500Kg／mm2であり、空隙はみられなかつた。この
例を第１表のNo.４に示すとともに、同様の方法で
得た各種組成の焼結体の物性及び焼結条件を該表
に示す。 なお、1000℃における酸化試験をNo.１の焼結体
に対して行つた結果、焼結体表面にガラス層が形
成されたのち、酸化が止つた。 また、No.16及びNo.17の焼結体はホツトプレート
による焼結例である。
物系セラミツクス材料及びその製造方法に関し、
さらに詳しくは、特定のホウ化金属化合物とケイ
化モリブデンとを含有して成る粉末組成物を焼結
して得られた、高密度かつ高強度の耐酸化性を有
するホウ化金属化合物系セラミツクス材料及びそ
の製造方法に関するものである。 一般にホウ化金属化合物系セラミツクスは、高
融点かつ高硬度で、その上優れた高温強度を有す
るので、従来から切削工具材料や熱機関部品材料
として用いられることを期待されており、また最
近では耐熱性が要求されるロケツト用材料として
注目されている。しかしながら、ホウ化金属化合
物のみから形成されたセラミツクスは、抗折強度
が低く、もろいという重大な欠点を有している。 そこで、本発明者らは、このようなホウ化金属
化合物系セラミツクスが有する欠点を克服するた
めに研究を重ね、先にホウ化金属化合物と酸化ジ
ルコニウムの粉末組成物を焼結して成るセラミツ
クス材料（特願昭56−151596号）や、ホウ化金属
化合物と炭窒化チタンの粉末組成物を焼結して成
るセラミツクス材料（特願昭57−121748号）を提
案した。 しかしながら、これらのホウ化金属化合物系セ
ラミツクス材料は高強度、高硬度、高密度及び良
好な組織を有し、かつ耐熱性にも優れているもの
の、高温における耐酸化性については、必ずしも
満足しうるものではなかつた。 本発明者らは、高密度で硬度や強度が高く、し
かも耐酸化性に優れたホウ化金属化合物系セラミ
ツクス材料を提供すべく、さらに鋭意研究を進め
た結果、特定のホウ化金属化合物とケイ化モリブ
デンとから成る粉末組成物を焼結して得られたも
のが、その目的に適合しうることを見出し、この
知見に基づいて本発明を完成するに至つた。 すなわち、本発明は、(A)TiB2，TaB2，MnB2，
MoB2，VB2，NbB2，HfB2，AlB2，MgB2，
W2B5及びMo2B5の中から選ばれた少なくとも１
種のホウ化金属化合物粉末１〜99重量％及び(B)ケ
イ化モリブデン粉末99〜１重量％から成る粉末組
成物を焼成して成る高強度耐酸化性ホウ化金属化
合物系セラミツクス材料、並びに、前記粉末組成
物を真空中又は中性若しくは還元性雰囲気中でホ
ツトプレスにより焼結するか、あるいは該粉末組
成物を冷間圧縮してラバープレスにより圧粉体と
なすか又は泥漿法により圧粉体となしたのち、真
空中又は中性若しくは還元性雰囲気中で焼結する
ことを特徴とする高強度耐酸化性ホウ化金属化合
物系セラミツクス材料を提供するものである。 本発明において(A)成分として用いるホウ化金属
化合物粉末は、MB2及びM2B5（Ｍは金属である）
の形式でそれぞれ示される二ホウ化金属化合物及
び五二ホウ化金属化合物の粉末であつて、二ホウ
化金属化合物として(A)TiB2，TaB2，MnB2，
MoB2，VB2，NbB2，HfB2，AlB2及びMgB2が
用いられ、五二ホウ化金属化合物としてW2B5及
びMo2B5が用いられる。これらのホウ化物はホ
ウ化物系セラミツクスの基本成分としてよく知ら
れているものである（例えば特公昭56−41690号
公報、特公昭56−45984号公報、特開昭55−
167180号公報、特開昭56−32379号公報参照）。 これらのホウ化金属化合物はそれぞれ単独で用
いてもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよ
い。また、該ホウ化金属化合物は微粉砕して、平
均粒径2μ以下、好ましくは1μ以下に調製して用
いるのが望ましい。 また、本発明における(B)成分のケイ化モリブデ
ン（MoSi2）粉末も、平均粒径2μ以下に調製して
用いることが好ましい。 本発明においては、前記のホウ化金属化合物粉
末とケイ化モリブデン粉末との配合割合は、重量
基準で１：99ないし99：１の範囲で選ばれる。こ
の配合割合が前記範囲を逸脱すると、得られた焼
結体の強度が著しく低下し、また有利な焼結温度
で焼結体を得ることが困難である。特に好ましい
ホウ化金属化合物粉末とケイ化モリブデン粉末と
の配合割合は、重量基準で95：５ないし10：90の
範囲である。 本発明のセラミツクス材料は、次の２種類の方
法によつて容易に製造することができる。 すなわち、第１の方法については、ホウ化金属
化合物粉末とケイ化モリブデン粉末とを前記のよ
うな割合で配合して粉末組成物を調製し、このも
のを、例えば黒鉛型のような型に充てんしたの
ち、真空中又は窒素、アルゴン、水素、二酸化炭
素ガスなどの中性若しくは還元性雰囲気中におい
て、ダイ圧力50〜300Kg／cm2、温度1300〜2000℃、
好ましくは1400〜1800℃の条件で10〜200分間程
度加熱焼結するホツトプレス法を用いて該セラミ
ツクス材料を得る方法であり、一方、第２の方法
については、該粉末組成物を型に充てんして0.5
〜10ton／cm2程度のプレス圧により冷間圧縮し、
次いでこの圧粉体をラバープレス、例えば該圧粉
体をゴムチユーブに装てん後、0.5〜10ton／cm2程
度の静水圧でプレスして圧力分布が取り除かれた
圧粉体を得るか、又は該粉末組成物を例えばボー
ルミルなどを用いて泥漿化したのち、差圧を利用
したり、加圧することにより成形する、いわゆる
泥漿法によつて圧粉体を得、次にこのようにして
得た圧粉体を真空中又は窒素、アルゴン、水素、
二酸化炭素ガスなどの中性若しくは還元性雰囲気
中で1300〜2000℃、好ましくは1500〜2000℃の温
度範囲で60〜200分間焼結して該セラミツクス材
料で得る方法である。 また、本発明のセラミツクス材料は、通常知ら
れているH.I.P.法などによつても製造することが
できる。 本発明のホウ化金属化合物系セラミツクス材料
は、高密度かつ高強度である上に、高温において
酸素の存在下で表面部分にホウケイ酸ガラスを形
成するために耐酸化性に優れており、高温構造
材、ヒーター、耐摩耗性機械部品材料、切削工具
材料などとして極めて好適であつて、多くの分野
において利用することができる。 次に実施例によつて本発明をさらに詳細に説明
する。 実施例 平均粒径2μの二ホウ化チタン粉末70重量部及
び平均粒径2μのケイ化モリブデン粉末30重量部
を均一に混合して粉末組成物を調製した。次い
で、この組成物を金型に入れ、2ton／cm2の圧力で
圧縮成形したのち、さらに3ton／cm2の圧力でラバ
ープレスにより圧縮する。 このようにして得られた圧粉体を真空中、1650
℃で90分間加熱焼結して焼結体を得た。このもの
の抗折強度は700MN／m2、ビツカース硬度は
2500Kg／mm2であり、空隙はみられなかつた。この
例を第１表のNo.４に示すとともに、同様の方法で
得た各種組成の焼結体の物性及び焼結条件を該表
に示す。 なお、1000℃における酸化試験をNo.１の焼結体
に対して行つた結果、焼結体表面にガラス層が形
成されたのち、酸化が止つた。 また、No.16及びNo.17の焼結体はホツトプレート
による焼結例である。
【表】
【表】
第２表には、ホウ化金属化合物としてMo2B5
及びW2B5を用いた場合を示している。 なお、ホウ化金属化合物として、TaB2，
MnB2，MoB2，VB2，HfB2，AlB2又はMgB2を
用い、第１表のNo.17と同様の条件で焼結した場合
も、空隙のない良好な焼結状態の焼結体が得られ
た。
及びW2B5を用いた場合を示している。 なお、ホウ化金属化合物として、TaB2，
MnB2，MoB2，VB2，HfB2，AlB2又はMgB2を
用い、第１表のNo.17と同様の条件で焼結した場合
も、空隙のない良好な焼結状態の焼結体が得られ
た。
【表】
＊は比較例
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ (A)TiB2，TaB2，MnB2，MoB2，VB2，
NbB2，HfB2，AlB2，MgB2，W2B5及びMo2B5
の中から選ばれた少なくとも１種のホウ化金属化
合物粉末１〜99重量％及び(B)ケイ化モリブデン粉
末99〜１重量％から成る粉末組成物を焼結して成
る高強度耐酸化性ホウ化金属化合物系セラミツク
ス材料。 ２ (A)TiB2，TaB2，MnB2，MoB2，VB2，
NbB2，HfB2，AlB2，MgB2，W2B5及びMo2B5
の中から選ばれた少なくとも１種のホウ化金属化
合物粉末１〜99重量％及び(B)ケイ化モリブデン粉
末99〜１重量％から成る粉末組成物を調製し、次
いでこの粉末組成物を真空中又は中性若しくは還
元性雰囲気中でホツトプレスにより焼結すること
を特徴とする高強度耐酸化性ホウ化金属化合物系
セラミツクス材料の製造方法。 ３ (A)TiB2，TaB2，MnB2，MoB2，VB2，
NbB2，HfB2，AlB2，MgB2，W2B5及びMo2B5
の中から選ばれた少なくとも１種のホウ化金属化
合物粉末１〜99重量％及び(B)ケイ化モリブデン粉
末99〜１重量％から成る粉末組成物を調製し、次
いでこの粉末組成物を冷間圧縮してラバープレス
により圧粉体となすか又は泥漿法により圧粉体と
なしたのち、真空中又は中性若しくは還元性雰囲
気中で焼結することを特徴とする高強度耐酸化性
ホウ化金属化合物系セラミツクス材料の製造方
法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59051882A JPS60195061A (ja) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | 高強度耐酸化性ホウ化金属化合物系セラミツクス材料及びその製造方法 |
| US06/712,184 US4704372A (en) | 1984-03-16 | 1985-03-15 | High-strength molybdenum silicide-based ceramic material and process for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59051882A JPS60195061A (ja) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | 高強度耐酸化性ホウ化金属化合物系セラミツクス材料及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60195061A JPS60195061A (ja) | 1985-10-03 |
| JPS6357389B2 true JPS6357389B2 (ja) | 1988-11-11 |
Family
ID=12899249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59051882A Granted JPS60195061A (ja) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | 高強度耐酸化性ホウ化金属化合物系セラミツクス材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60195061A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01115876A (ja) * | 1987-10-27 | 1989-05-09 | Agency Of Ind Science & Technol | 耐酸化性高強度焼結体 |
| JPH02239156A (ja) * | 1989-03-13 | 1990-09-21 | Central Glass Co Ltd | 二ホウ化金属系焼結体およびその製造方法 |
| JP3230793B2 (ja) * | 1995-01-24 | 2001-11-19 | 富士電機株式会社 | セラミックス発熱体 |
| JPH10104067A (ja) * | 1996-09-27 | 1998-04-24 | Fuji Electric Co Ltd | 二珪化モリブデン複合セラミックス赤外線光源もしくは発熱源 |
-
1984
- 1984-03-16 JP JP59051882A patent/JPS60195061A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60195061A (ja) | 1985-10-03 |
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