JPS6395155A - 複合焼結体 - Google Patents
複合焼結体Info
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- JPS6395155A JPS6395155A JP61236481A JP23648186A JPS6395155A JP S6395155 A JPS6395155 A JP S6395155A JP 61236481 A JP61236481 A JP 61236481A JP 23648186 A JP23648186 A JP 23648186A JP S6395155 A JPS6395155 A JP S6395155A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、超硬工具や高温構造材として用いられる炭化
物と酸化物からなる複合焼結体に関する。
物と酸化物からなる複合焼結体に関する。
従来の技術
従来、炭化物と酸化物からなる複合焼結体は、酸化物粉
末と炭化物粉末を十分に混合した後高温高圧下で焼結さ
せることによって製造していた。
末と炭化物粉末を十分に混合した後高温高圧下で焼結さ
せることによって製造していた。
そのため得られる焼結体は酸化物粒子と炭化物粒子がそ
れぞれ分散した微構造を有していた。
れぞれ分散した微構造を有していた。
発明が解決しようとする問題点
このような複合焼結体は、酸化物粒子と炭化物粒子が交
互に存在する微構造をとるため、焼結体の破壊は機械的
に弱いそれぞれの粒子の界面をクラックが進展すること
によって生じていた。また、このような焼結体は単に炭
化物粒子と酸化物粒子が混合して焼結しただけであるた
め、はとんどの材料特性は炭化物と酸化物の体積分率に
比例した値を示した。
互に存在する微構造をとるため、焼結体の破壊は機械的
に弱いそれぞれの粒子の界面をクラックが進展すること
によって生じていた。また、このような焼結体は単に炭
化物粒子と酸化物粒子が混合して焼結しただけであるた
め、はとんどの材料特性は炭化物と酸化物の体積分率に
比例した値を示した。
問題点を解決するための手段
本発明の複合焼結体の特徴は、炭化物を連続相とし酸化
物を分散相とする微構造をとる点にある。
物を分散相とする微構造をとる点にある。
作用
本発明の炭化物と酸化物からなる複合焼結体は炭化物を
連続相とし酸化物を分散相とする微構造を有するので、
炭化物粒子と酸化物粒子の強度の弱い界面をクラックが
進展して簡単に破壊してしまうということはない。また
、いくつかの材料特性は従来の炭化物と酸化物の体積分
率から予想される値と大きく異なる。例えば、電気伝導
特性等はほとんど連続相である炭化物の性質に支配され
る。
連続相とし酸化物を分散相とする微構造を有するので、
炭化物粒子と酸化物粒子の強度の弱い界面をクラックが
進展して簡単に破壊してしまうということはない。また
、いくつかの材料特性は従来の炭化物と酸化物の体積分
率から予想される値と大きく異なる。例えば、電気伝導
特性等はほとんど連続相である炭化物の性質に支配され
る。
実施例
実施例１
出発原料として粒径１０μｍ以下のアルミニウム粉末、
平均粒径０．７μＩの二酸化チタン（ＴｉＯａ）粉末、
それにアセチレンを原料とするカーボンブラックを用い
、それらを４：３：２．７のモル比で混合後、直径２０
ｍｎ＋ 、高さｌｈａの柱状にプレス成形した。この成
形体を表面をカーボンでコーティングした炭化ケイ素製
の型材を用いた一軸加圧真空ホットプレスを用いて加圧
自己燃焼焼結を行った。成形体への着火は、成形体の下
部に設けたタングステンフィラメントに通電することに
よって行った。試料を５００℃・真空（０，１ａ＋ｍＨ
ｇ）雰囲気・１０ＭＰａの圧力条件下で、着火用タング
ステンヒーターに通電して反応を開始させた。このよう
にして得られた炭化チタンと酸化アルミニウムからなる
複合焼結体を１４００℃、アルゴンガス圧力２０ＭＰａ
の条件で１時間ＨＩＰ処理した。得られた焼結体の密度
は、４．４ｇ／ｃ＋Ｊであった。このようなプロセスで
得られた複合焼結体は、炭化チタンの粒子がつながって
連続相を形成しく粒径的１〜２μｌ１ｌ）約１〜２μ曙
の酸化アルミニウムの粒子が１個または数個かたまって
ＴｉＣの連続相中に分散していた。
平均粒径０．７μＩの二酸化チタン（ＴｉＯａ）粉末、
それにアセチレンを原料とするカーボンブラックを用い
、それらを４：３：２．７のモル比で混合後、直径２０
ｍｎ＋ 、高さｌｈａの柱状にプレス成形した。この成
形体を表面をカーボンでコーティングした炭化ケイ素製
の型材を用いた一軸加圧真空ホットプレスを用いて加圧
自己燃焼焼結を行った。成形体への着火は、成形体の下
部に設けたタングステンフィラメントに通電することに
よって行った。試料を５００℃・真空（０，１ａ＋ｍＨ
ｇ）雰囲気・１０ＭＰａの圧力条件下で、着火用タング
ステンヒーターに通電して反応を開始させた。このよう
にして得られた炭化チタンと酸化アルミニウムからなる
複合焼結体を１４００℃、アルゴンガス圧力２０ＭＰａ
の条件で１時間ＨＩＰ処理した。得られた焼結体の密度
は、４．４ｇ／ｃ＋Ｊであった。このようなプロセスで
得られた複合焼結体は、炭化チタンの粒子がつながって
連続相を形成しく粒径的１〜２μｌ１ｌ）約１〜２μ曙
の酸化アルミニウムの粒子が１個または数個かたまって
ＴｉＣの連続相中に分散していた。
本実施例の複合焼結体がこのような特徴ある微構造をと
るのはつぎのような理由によるものと考えられる。つま
り、この反応はまずＡＩ金金属ＴｉＯ２を還元してＡｌ
ｚＯ２とＴｉ金属が出来るものと考えられる。この時の
反応熱によって試料が高温（２０００℃以上）になり、
それによってＴｉ金属（融点： １６６０℃）が融解し
、融解したＴｉ金属のなかにＡｌｓ ０３の粒子が分散
した状態になる。
るのはつぎのような理由によるものと考えられる。つま
り、この反応はまずＡＩ金金属ＴｉＯ２を還元してＡｌ
ｚＯ２とＴｉ金属が出来るものと考えられる。この時の
反応熱によって試料が高温（２０００℃以上）になり、
それによってＴｉ金属（融点： １６６０℃）が融解し
、融解したＴｉ金属のなかにＡｌｓ ０３の粒子が分散
した状態になる。
その後、Ｔｉ金属はＣと反応してＴｉＣになるのである
。この作製方法の特徴は原料として用いたアルミニウム
の粒径（１０μ−以下）よりも得られる酸化アルミニウ
ムの粒径（１〜２μｍ）のほうがはるかに小さくなるこ
とである。
。この作製方法の特徴は原料として用いたアルミニウム
の粒径（１０μ−以下）よりも得られる酸化アルミニウ
ムの粒径（１〜２μｍ）のほうがはるかに小さくなるこ
とである。
この複合焼結体の特性を通常の炭化チタン粉末と酸化ア
ルミニウム粉末を用いて作製した試料の特性と合わせて
第１表に示した。
ルミニウム粉末を用いて作製した試料の特性と合わせて
第１表に示した。
第１表
但し＊印は比較例である
試料１は前述のＡＩ粉末、Ｔ ｉ Ｏ２粉末、Ｃ粉末を
原料とした複合焼結体であり、試料２はＡＩ粉末、Ｔｉ
２ｏｒ１、Ｃ粉末を原料として同様のプロセスで作製し
た複合焼結体である。試料３と試料４は比較例であり、
市販のＴｉＣ粉末と酸化アルミニウム粉末から作製した
混合成形体を２０ＭＰａ、 １７００℃の条件で１時間
ホットプレス作製した複合焼結体である。但し、この場
合にはＭｇＯとＴｉＯ２を焼結助材として添加している
。試料１と試料３および試料２と試料４を比較すると本
実施例の試料は、いずれも従来の試料に比較して硬度が
高く、抗折強度が太き（、電気抵抗が低い。これは、本
実施例の複合焼結体の特徴であるＴｉＣ粒子が連続相を
形成しＡｌ２Ｏ３がその中に分散している微構造の特異
性に起因したものであると考えられる。
原料とした複合焼結体であり、試料２はＡＩ粉末、Ｔｉ
２ｏｒ１、Ｃ粉末を原料として同様のプロセスで作製し
た複合焼結体である。試料３と試料４は比較例であり、
市販のＴｉＣ粉末と酸化アルミニウム粉末から作製した
混合成形体を２０ＭＰａ、 １７００℃の条件で１時間
ホットプレス作製した複合焼結体である。但し、この場
合にはＭｇＯとＴｉＯ２を焼結助材として添加している
。試料１と試料３および試料２と試料４を比較すると本
実施例の試料は、いずれも従来の試料に比較して硬度が
高く、抗折強度が太き（、電気抵抗が低い。これは、本
実施例の複合焼結体の特徴であるＴｉＣ粒子が連続相を
形成しＡｌ２Ｏ３がその中に分散している微構造の特異
性に起因したものであると考えられる。
したがって本実施例の複合焼結体は薄膜磁気ヘッド用の
基板や工具用の材料等にきわめて適したものである。
基板や工具用の材料等にきわめて適したものである。
実施例２
出発原料として粒径ｌＯμｌ以下のジルコニウム粉末、
平均粒径０．７μｍの二酸化チタン粉末（Ｔｉ０２）、
それにアセチレンを原料とするカーボンブラックを用い
、それらを１：１：０．９のモル比で混合後、実施例１
と同様のプロセスで処理した。但し、本実施例では８０
０℃の加熱条件で自己燃焼焼結した。ＨＩＰ処理は、Ａ
ｒガス雰囲気、２．０ＭＰａ、 １６００℃、１時間の
条件で行った。焼結体組織は炭化チタン粒子が連続相を
形成しく粒径的２〜３μｆｆ１）、約２〜３μ−のほぼ
均一な酸化ジルコニウムの粒子が１個から数個集まって
第２相を形成し、それが炭化チタンのマトリックス中に
分散している。また酸化ジルコニウムのうちのほぼ８０
％が正方晶系であり、残りが単斜晶系であった。
平均粒径０．７μｍの二酸化チタン粉末（Ｔｉ０２）、
それにアセチレンを原料とするカーボンブラックを用い
、それらを１：１：０．９のモル比で混合後、実施例１
と同様のプロセスで処理した。但し、本実施例では８０
０℃の加熱条件で自己燃焼焼結した。ＨＩＰ処理は、Ａ
ｒガス雰囲気、２．０ＭＰａ、 １６００℃、１時間の
条件で行った。焼結体組織は炭化チタン粒子が連続相を
形成しく粒径的２〜３μｆｆ１）、約２〜３μ−のほぼ
均一な酸化ジルコニウムの粒子が１個から数個集まって
第２相を形成し、それが炭化チタンのマトリックス中に
分散している。また酸化ジルコニウムのうちのほぼ８０
％が正方晶系であり、残りが単斜晶系であった。
実施例３
出発原料として粒径ｌＯμ−以下のアルミニウム粉末、
粒径ｌＯμ−以下のジルコニウム粉末、平均粒径０．７
μｌの二酸化チタン粉末（Ｔ ｓ ０２ ） 、それに
アセチレンを原料とするカーボンブラックを用い、それ
らを０．４：０．８：１．１：０．９９のモル比で混合
後、実施例１と同様のプロセスで処理した。但し、本実
施例では６５０℃の加熱条件で自己燃焼焼結した。ＨＩ
Ｐ処理は、Ａｒガス雰囲気、２０ＭＰａ Ｎ １６００
℃、１時間の条件で行った。焼結体組織は炭化チタン粒
子が連続相を形成しく粒径は１μｍ以下）、約１μ■以
下の均一な酸化ジルコニウムと酸化アルミニウムの粒子
が１個から数個集まって第２相を形成し、それが炭化チ
タンのマトリックス中に分散していた。また酸化ジルコ
ニウムのうちのほぼ９０％が正方晶系であり、残りが単
斜晶系であった。
粒径ｌＯμ−以下のジルコニウム粉末、平均粒径０．７
μｌの二酸化チタン粉末（Ｔ ｓ ０２ ） 、それに
アセチレンを原料とするカーボンブラックを用い、それ
らを０．４：０．８：１．１：０．９９のモル比で混合
後、実施例１と同様のプロセスで処理した。但し、本実
施例では６５０℃の加熱条件で自己燃焼焼結した。ＨＩ
Ｐ処理は、Ａｒガス雰囲気、２０ＭＰａ Ｎ １６００
℃、１時間の条件で行った。焼結体組織は炭化チタン粒
子が連続相を形成しく粒径は１μｍ以下）、約１μ■以
下の均一な酸化ジルコニウムと酸化アルミニウムの粒子
が１個から数個集まって第２相を形成し、それが炭化チ
タンのマトリックス中に分散していた。また酸化ジルコ
ニウムのうちのほぼ９０％が正方晶系であり、残りが単
斜晶系であった。
発明の効果
本発明の炭化物と酸化物からなる複合焼結体は、炭化物
を連続相とし酸化物を分散相とする微構造を有するので
、従来の炭化物と酸化物が単に分散しただけの複合焼結
体に比較して硬度が高く、抗折強度が大きく等の優れた
機械的特性を有する。また、本発明の複合焼結体は電気
抵抗も低（、そのため放電加工特性等も優れたきわめて
実用性の高いものである。
を連続相とし酸化物を分散相とする微構造を有するので
、従来の炭化物と酸化物が単に分散しただけの複合焼結
体に比較して硬度が高く、抗折強度が大きく等の優れた
機械的特性を有する。また、本発明の複合焼結体は電気
抵抗も低（、そのため放電加工特性等も優れたきわめて
実用性の高いものである。
したがって本実施例の複合焼結体は薄膜磁気ヘッド用の
基板や工具用の材料等にきわめて適したものである。
基板や工具用の材料等にきわめて適したものである。
Claims (3)
- （１）炭化物を連続相とし酸化物を分散相とする微構造
を有する炭化物と酸化物からなる複合焼結体。 - （２）酸化物が、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム
のうちの少なくとも一種からなる特許請求の範囲第１項
記載の炭化物と酸化物からなる複合焼結体。 - （３）炭化物が炭化チタンである特許請求の範囲第１項
記載の炭化物と酸化物からなる複合焼結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61236481A JP2568521B2 (ja) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | 複合焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61236481A JP2568521B2 (ja) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | 複合焼結体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6395155A true JPS6395155A (ja) | 1988-04-26 |
| JP2568521B2 JP2568521B2 (ja) | 1997-01-08 |
Family
ID=17001369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61236481A Expired - Fee Related JP2568521B2 (ja) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | 複合焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2568521B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6252741B1 (en) * | 1999-05-11 | 2001-06-26 | Greenleaf Technologies | Thin film magnetic recording head with treated ceramic substrate |
| CN112028640A (zh) * | 2020-07-27 | 2020-12-04 | 常熟理工学院 | TiC-ZrO2复合粉体及复合纤维的制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52104515A (en) * | 1976-02-28 | 1977-09-02 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | Manufacture of ceramics sintered bodies |
| JPS5428309A (en) * | 1977-08-03 | 1979-03-02 | Tokushiyu Muki Zairiyou Kenkiy | Method of making heattresistant ceramic sintered body |
| JPS60145959A (ja) * | 1984-01-10 | 1985-08-01 | 黒崎窯業株式会社 | 耐熱衝撃性反応焼結体及びその製造方法 |
| JPS6117466A (ja) * | 1984-07-02 | 1986-01-25 | 株式会社日立製作所 | セラミックス焼結体の製造方法 |
-
1986
- 1986-10-03 JP JP61236481A patent/JP2568521B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52104515A (en) * | 1976-02-28 | 1977-09-02 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | Manufacture of ceramics sintered bodies |
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| JPS60145959A (ja) * | 1984-01-10 | 1985-08-01 | 黒崎窯業株式会社 | 耐熱衝撃性反応焼結体及びその製造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6252741B1 (en) * | 1999-05-11 | 2001-06-26 | Greenleaf Technologies | Thin film magnetic recording head with treated ceramic substrate |
| CN112028640A (zh) * | 2020-07-27 | 2020-12-04 | 常熟理工学院 | TiC-ZrO2复合粉体及复合纤维的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2568521B2 (ja) | 1997-01-08 |
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