JPS6365960A - セラミツクス材料の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はざ−ルミルを用いたセラミックス材料の製造方
法に関する。

［従来の技術］ 一般にセラミックス材料を摩砕、混合してセラミックス
粉末を得るためにボールミルが用いられている。このピ
ールミルは、筒体内部に摩砕しようとする品物をボール
と一緒に入れて筒体を回転し、品物をゾールと衝突させ
て摩砕するものでアシ、セラミックス粉末を得る上で大
変適している。

従来、セラミックス粉末を得るために使用するボールミ
ルでは、筒体は耐摩耗性の点を考慮してアルミナ（Ａｔ
２０．）、ステンレス鋼などの材料からなる内張りタイ
ルを貼り付けたものを用いておシ、またボールは同じく
耐摩耗性の点を考慮してアルミナ、ステンレス鋼、超硬
合金などの材料からなるものを用いている。

［発明が解決しようとする問題点コ しかるに、この従来の４？−ルミルを用いてセラミック
ス粉末を得る場合には次の様な問題がある。ボールミル
の筒体を回転してセラミックス材料を摩砕する時には、
セラミックス材料とボールと筒体の内張夛タイルが相互
に衝突し、セラミックス材料の摩砕の外にボールおよび
内張りタイルが摩砕するので、ボールおよび内張リタイ
ルの摩砕で生じた粉末がセラミックス粉末に異物として
混入する。例えばセラミックス材料が窒化珪素（Ｓ　ｉ
　３Ｎ４）であり、ボールおよび内張りタイルがアルミ
ナ（Ａｔ２０ρおよび添加成分から形成されている場合
に、窒化珪素粉末にアルミナ粉末が異物として混入する
。セラミックス粉末への異物の混入量は摩砕時間の長さ
に比例する。そして、セラミックス粉末への異物の混入
は、セラミックス粉末からなる圧粉体を焼結する時の焼
結温度の変動を招き、これに伴い焼結によシ得られたセ
ラミックス焼結体の強度が低下するという問題がある。

特に最近ではファインセラミックスとして高温強度にす
ぐれた窒化珪素の用途が増大しており、ボールミルを用
いて窒化珪素粉末を製造する機会が増大しているために
、高純度な窒化珪素粉末を得る上で前記問題の影響が犬
である。

本発明は前記事情に基づいてなされたもので、ボールミ
ルによりセラミックス材料を摩砕して異物の混入がない
良質なセラミックス粉末を得ることができるセラミック
ス材料の製造方法を提供することを目的とする。

［問題点を解決するだめの手段と作用］本発明のセラミ
ックス材料の製造方法は、セラミックス材料を７ｇ−ル
ミルを用いて摩砕するに際して、ボールミルは、筒体の
内壁面および一ボールを摩砕すべき前記セラミックス材
料と同種類のセラミックスで形成したものを用いること
を特徴とするものである。

以下本発明のセラミックス材料の製造方法について説明
する。

まず、摩砕すべきセラミックス材料を用意する。

ここでセラミックス材料とは、単一組成のセラミックス
または主成分のセラミックスに他の添加成分を添加した
ものを云う。前記単一組成のセラミックスおよび前記主
成分となるセラミックスとしては、窒化珪素（Ｓ　１　
ｓＮａ　）、アルミナ（Ａｔ２０．）、炭化珪素（ＳＩ
Ｃ）、ジルコニア（ＺｒＯ□）、窒化アルミニウム（Ａ
ｔＮ）などのセラミックス一般が対象となる。また、主
成分のセラミックスに添加する成分は、セラミックス粉
末の用途に応じて決められる。

次に前記セラミックス材料をボールミルによシ摩砕して
セラミックス粉末を得る。この摩砕工程で使用スるボー
ルミルは、電動機により回転される筒体と、この筒体の
内部にセラミックス材料と一緒に入れるボールとで構成
したものである。そして、筒体は、内部空間を構成する
内壁面を摩砕すべきセラミックス材料と同一組成のセラ
ミックスで形成しである。筒体の内壁面を形成する方法
は、摩砕すべきセラミックス材料と同一組成のセラミッ
クスで形成した内張シタイルを筒体の内壁面に貼り付け
る、摩耗すべきセラミックス材料と同一組成のセラミッ
クスを筒体の内壁面に溶射してセラミックス層を形成す
るなどの方法がある。

また、ぎ−ルは摩砕すべきセラミックス材料と同種類の
セラミックスで形成しである。なお、ここで同種類とは
成分物質が同一であることをいう。

好ましくは、添加成分等も同じ組成のものがよい。

例えば、セラミックス材料が単独のセラミックスからな
る場合には、筒体の内壁面およびボールを単一組成のセ
ラミックスで形成し、セラミックス材料が主成分のセラ
ミックスに添加成分を添加したものであれば、筒体の内
壁面およびボールを同等の組成を有する材料で形成する
。

しかして、セラミックス材料ヲホールと一緒に筒体の内
部に入れ、筒体の内部に入れ、筒体を回転して筒体内部
でセラミックス材料とボールとを衝突させることによシ
セラミックス材料を摩耗して粉末とする。この場合、ボ
ールはセラミックス材料だけでなく筒体の内壁面に衝突
し、これにより筒体の内壁面とボールの表面が摩砕して
夫々の摩砕物が生じ、これら摩砕物がセラミックス材料
の摩砕物に混入する。ここで、筒体内壁面およびボール
をセラミックス材料と同一組成のセラミックスで形成し
であるので、筒体内壁面およびボールの摩砕物はセラミ
ックス材料の摩砕物と同一組成となり、セラミックス材
料の摩砕物に混入して異物とならない。このため、筒体
内壁面およびボールの摩砕物の混入によるセラミックス
材料の組成の変動がない。例えばセラミックス材料が１
種類のセラミ、クスからなる場合にはこのセラミックス
以外の成分が混入することがなく、またセラミックス材
料が主成分のセラミックスに添加成分を添加したもので
ある場合には、その成分物質の種類および成分物質の割
合の変動がない。このようにして予じめ設定した組成の
セラミックス材料を、異物を混入させることなく、すな
わちその組成を変動させることなくボールミルで摩砕し
て粉末にすることができる。

その後、製造したセラミックス粉末を用いて成形体を加
圧成形し、さらに成形体を焼結体を焼結して焼結体を得
る。この場合、予じめ設定したセラミックス材料の組成
に応じた焼結温度で焼結を行ない、前記組成に応じた強
度をもつ焼結体を得ることができる。

［実施例］ セラミックス材料としてＭ−Ｎ比でＳｔ、Ｎ４８Ｂチに
Ａｔ２０３、Ｙ２Ｏ３、ＡバおよびＴ　ｓ　Ｏ２を全体
で１２チを添加してなるものを使用し、このセラミック
ス材料を本発明と従来のボールミルを夫々使用して摩砕
し粉末とした。

本発明例では、前記セラミックス材料と同一組成の材料
からなる筒体用内張シタイルおよびボールを用いたボー
ルミルを使用してセラミックス材料を摩砕した。この結
果、得られたセラミックス粉末の組成はセラミックス材
料と同一であった。

そして、このセラミックス材料で成形体を加圧成形し、
この圧粉体を温度１７２５℃で焼結した。

得られた焼結体の抗折強度を測定した結果ＪＩＳ　３点
曲げ強度で、室温で平均１１０　ｋｇｆ／ｗであった。

従来例では、Ａｔ２０３からなる筒体用内張りタイルお
よびゾールな用いたボールミルを使用して摩砕した。こ
の結果、得られたセラミックス粉末の組成は重量比でＳ
　ｉ　、Ｎ４：　ＣＭ２Ｏ３＋Ｙ２０．十諺十Ｔｉ０２
）＝８６：１４であシ、組成に変動が生じた。そして、
このセラミックス粉末からなる成形体を焼結して焼結体
を得た。しかるに、この場合の焼結温度は１７２５℃、
焼結体の抗折強度はＪＩＳ　３点曲げ硬度で常温にて平
均９５　ｋｇｆ／ｗ２であった。この結果、本発明例に
比して焼結温度が変動し、焼結体の強度が低下すること
が判った。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明のセラミックス材料の製造方
法によれば、セラミックス材料を＆　−ルミルにより異
物を混入させることなく摩砕して粉末を得ることができ
、従って品質の安定したセラミックス焼結晶を得るため
に供するセラミックス粉末を製造することができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミックス材料をボールミルの筒体の内部にボ
   ールと一緒に入れ、前記筒体を回転して前記セラミック
   ス材料を摩砕するに際して、前記ボールミルは、前記筒
   体の内壁面および前記ボールを、摩砕すべき前記セラミ
   ックス材料と同種類のセラミックスで形成したものを用
   いることを特徴とするセラミックス材料の製造方法。
2. （２）セラミックス材料は窒化けい素を主成分とする特
   許請求の範囲第１項記載のセラミックス材料の製造方法
   。