JPH034509B2 - - Google Patents
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- JPH034509B2 JPH034509B2 JP59100895A JP10089584A JPH034509B2 JP H034509 B2 JPH034509 B2 JP H034509B2 JP 59100895 A JP59100895 A JP 59100895A JP 10089584 A JP10089584 A JP 10089584A JP H034509 B2 JPH034509 B2 JP H034509B2
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- sintering
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 技術分野
本発明は特に大型で均質なセラミツク焼結体を
得る方法としてセラミツク成形体の内部より焼結
を進行させる方法に関する。
得る方法としてセラミツク成形体の内部より焼結
を進行させる方法に関する。
(ロ) 従来技術とその問題点
セラミツクスはその秀れた物理的・化学的特性
によつて耐摩、耐食用途を始め、構造材料、機能
材料等広い範囲にわたつて実用化されている。セ
ラミツクスを製造する方法としては、ほとんどの
場合、粉末の成形を行なつたのち、焼結する方法
が採用されている。焼結は、大気中、ガス、雰囲
気中、真空中等の雰囲気中で外部から加熱し粉末
のもつ表面エネルギーを利用したり、低温で液相
を生成する物質を添加し、液相の表面張力を利用
して焼結を進行させる等の方法がとられる。
によつて耐摩、耐食用途を始め、構造材料、機能
材料等広い範囲にわたつて実用化されている。セ
ラミツクスを製造する方法としては、ほとんどの
場合、粉末の成形を行なつたのち、焼結する方法
が採用されている。焼結は、大気中、ガス、雰囲
気中、真空中等の雰囲気中で外部から加熱し粉末
のもつ表面エネルギーを利用したり、低温で液相
を生成する物質を添加し、液相の表面張力を利用
して焼結を進行させる等の方法がとられる。
これらの方法に共通の問題としては、成形体の
外部から熱を加えることから、熱勾配の発生によ
る破壊あるいは、焼結体内部でのガスのトラツ
プ、焼結体表面の粒成長等が指摘されている。
外部から熱を加えることから、熱勾配の発生によ
る破壊あるいは、焼結体内部でのガスのトラツ
プ、焼結体表面の粒成長等が指摘されている。
(ハ) 発明の開示
本発明者らは、均一な組成・構造をもつセラミ
ツクスを得るために、種々の検討を行なつた結
果、成形体内部から焼結を進行させることによつ
て、従来技術による焼結体の欠点を解消し得るこ
とを見い出したものである。すなわち、セラミツ
クスの多くは、発熱反応によつて生成することに
着目し実験した結果、成形体内部に一且反応が開
始すると、外部から加熱がなくとも、あるいはわ
ずかな加熱で、連続的に反応が表面まで進行し、
焼結体となることを見い出したものである。
ツクスを得るために、種々の検討を行なつた結
果、成形体内部から焼結を進行させることによつ
て、従来技術による焼結体の欠点を解消し得るこ
とを見い出したものである。すなわち、セラミツ
クスの多くは、発熱反応によつて生成することに
着目し実験した結果、成形体内部に一且反応が開
始すると、外部から加熱がなくとも、あるいはわ
ずかな加熱で、連続的に反応が表面まで進行し、
焼結体となることを見い出したものである。
本発明によつて得られる焼結体としては、炭化
物としてTiC、ZrC、HfC、VC、NbC、Ta2C、
TaC、窒化物としてMg3N2、BN、Ａ｜Ｎ、
Si3N4、TiN、ZrN、HfN、VN、NbN、TaN、
硼化物としてTiB2、TaB2、珪化物としてTiSi3、
ZrSi、ZrSi2、MoSi2等であり、さらにこれから
選ばれた２種以上の混合物、不定比化合物であつ
てもよい。
物としてTiC、ZrC、HfC、VC、NbC、Ta2C、
TaC、窒化物としてMg3N2、BN、Ａ｜Ｎ、
Si3N4、TiN、ZrN、HfN、VN、NbN、TaN、
硼化物としてTiB2、TaB2、珪化物としてTiSi3、
ZrSi、ZrSi2、MoSi2等であり、さらにこれから
選ばれた２種以上の混合物、不定比化合物であつ
てもよい。
成形体組成物としては、たとえば炭化物であれ
ば、金属元素と炭素の混合物、金属酸化物と炭素
の混合物等を使用できる。窒化物の場合、窒素ガ
ス中で反応をおこさせることで目的を達すること
が出来るのである。
ば、金属元素と炭素の混合物、金属酸化物と炭素
の混合物等を使用できる。窒化物の場合、窒素ガ
ス中で反応をおこさせることで目的を達すること
が出来るのである。
また金属元素と炭素の混合物を窒素ガス、ある
いはアンモニアガス中で反応させることで金属炭
窒化物を得るなど、これらの組み合わせも、もち
ろん可能である。
いはアンモニアガス中で反応させることで金属炭
窒化物を得るなど、これらの組み合わせも、もち
ろん可能である。
次に、成形体組成物としては、粉末の混合後通
常の方法で成形されるが、反応性の点から、成形
体密度を調整することが望ましい。すなわち、雰
囲気との反応を必要としない場合は高圧成形で行
ない、雰囲気との反応を必要とする場合は低密度
成形体とする。
常の方法で成形されるが、反応性の点から、成形
体密度を調整することが望ましい。すなわち、雰
囲気との反応を必要としない場合は高圧成形で行
ない、雰囲気との反応を必要とする場合は低密度
成形体とする。
成形体は焼結を開始させる部分に、ヒーターを
埋め込み加熱することで反応を開始させる等の方
法で、成形体内部から焼結を進行させる。さら
に、外部より加熱し、外部からも焼結を進める、
反応熱に加えて外部から熱を供給し反応を継続さ
せる方法も有効である。
埋め込み加熱することで反応を開始させる等の方
法で、成形体内部から焼結を進行させる。さら
に、外部より加熱し、外部からも焼結を進める、
反応熱に加えて外部から熱を供給し反応を継続さ
せる方法も有効である。
また、得られた焼結体を再加熱しさらに焼結を
進行させる、HIPするなどの方法も有効である。
進行させる、HIPするなどの方法も有効である。
以下実施例をあげて説明する。
実施例 １
Ti粉末とＣ粉末（カーボン粉末）をモル比で
１：１となる様に混合後5t／cm2の圧力でCIP（静
水圧プレス）した。得られた型押体は、寸法がお
よそφ30×30Hmmであつた。型押体に穴あけし、
カーボンヒーターを埋め込み、真空槽内に装入し
た。外部よりヒーターに入電し、TiとＣの反応
をおこさせたところ、ひき続いてTiとＣの反応
が反応熱で連続しておこり、成形体内部から表面
に向かつて順次焼結が進行し、約φ25×25Hmmの
焼結体を得た。
１：１となる様に混合後5t／cm2の圧力でCIP（静
水圧プレス）した。得られた型押体は、寸法がお
よそφ30×30Hmmであつた。型押体に穴あけし、
カーボンヒーターを埋め込み、真空槽内に装入し
た。外部よりヒーターに入電し、TiとＣの反応
をおこさせたところ、ひき続いてTiとＣの反応
が反応熱で連続しておこり、成形体内部から表面
に向かつて順次焼結が進行し、約φ25×25Hmmの
焼結体を得た。
TiCの焼結体はTiC粉末の型押焼結によつて
は、緻密な焼結体を得難いことから、本法による
焼結がきわめて有効であることがわかる。
は、緻密な焼結体を得難いことから、本法による
焼結がきわめて有効であることがわかる。
実施例 ２
実施例１と同様の条件で、Zr＋Ｃ、Ta＋Ｃ、
Ti＋2B、Ti＋Siの組み合わせで本発明による焼
結を実施したところ、いずれも緻密質の焼結体を
得た。またTi＋Ｃの組み合わせで窒素ガス中に
おいて反応させたところ、TiC0.7N0.3の固溶体か
らなる焼結体を得た。
Ti＋2B、Ti＋Siの組み合わせで本発明による焼
結を実施したところ、いずれも緻密質の焼結体を
得た。またTi＋Ｃの組み合わせで窒素ガス中に
おいて反応させたところ、TiC0.7N0.3の固溶体か
らなる焼結体を得た。
実施例 ３
Ti、Ta、Ｃをそれぞれモル比で１：１：２の
組成に混合後実施例１と同様の条件で焼結を実施
したところ、Ti0.5Ta0.5Ｃの固溶体からなる焼結
体を得た。
組成に混合後実施例１と同様の条件で焼結を実施
したところ、Ti0.5Ta0.5Ｃの固溶体からなる焼結
体を得た。
実施例 ４
TiとＣをモル比で１：１となるように混合後
さらにNi粉を５重量パーセント添加して粉末混
合物を得た。混合物を5t／cm2でCIPしてφ300×
300Hの成形体を得た。得られた成形体にカーボ
ンヒーターを埋め込み、発熱させたところ成形体
中心部より焼結が進行し、得られた焼結体は内部
にポアが極めて少ない焼結体であつた。一方、
TiC−５重量パーセントNi組成物を同様に5t／cm2
圧力でCIPし、1450℃で焼成したところ内部にポ
ーラス部が存在する不均一な焼結体となつた。
さらにNi粉を５重量パーセント添加して粉末混
合物を得た。混合物を5t／cm2でCIPしてφ300×
300Hの成形体を得た。得られた成形体にカーボ
ンヒーターを埋め込み、発熱させたところ成形体
中心部より焼結が進行し、得られた焼結体は内部
にポアが極めて少ない焼結体であつた。一方、
TiC−５重量パーセントNi組成物を同様に5t／cm2
圧力でCIPし、1450℃で焼成したところ内部にポ
ーラス部が存在する不均一な焼結体となつた。
実施例 ５
Si粉末を5t／cm2でCIPしてφ100×200Hmmの成
形体を得た。得られた成形体にカーボンヒーター
を埋め込み、窒素ガス圧を200気圧に保持した圧
力容器中で、カーボンヒーターを発熱させたとこ
ろ、成形体中心部より焼結が進行し、Si3N4の焼
結体が得られた。
形体を得た。得られた成形体にカーボンヒーター
を埋め込み、窒素ガス圧を200気圧に保持した圧
力容器中で、カーボンヒーターを発熱させたとこ
ろ、成形体中心部より焼結が進行し、Si3N4の焼
結体が得られた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 金属元素と非金属元素との混合粉末物同志お
よび／または金属元素粉末と雰囲気ガスとが発熱
反応を起し、引続き連続的に反応する混合物を含
む成型体の内部を局部的に加熱して反応を開始さ
せ、引続いてその反応熱によつて順次表面にむか
つて反応を進行させ焼結体とすることを特徴とす
るセラミツクスの焼結方法。 ２ 金属元素が周期律表第、第ａ、第ａ、
第ａ族元素から選ばれた少くとも１種の元素で
あり、非金属元素がＢ、Ｃ、Ｎ、Siから選ばれた
少くとも１種の元素であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載のセラミツクスの焼結方
法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59100895A JPS60246271A (ja) | 1984-05-18 | 1984-05-18 | セラミツクスの焼結方法 |
| DE3588005T DE3588005T2 (de) | 1984-05-18 | 1985-05-17 | Verfahren zum Sintern von keramischen Körpern mit einer verteilten Metallverstärkung. |
| DE8585303474T DE3584475D1 (de) | 1984-05-18 | 1985-05-17 | Verfahren zum sintern von keramischen koerpern und dadurch hergestellte keramische koerper mit einer verteilten metallverstaerkung. |
| EP91102739A EP0435854B1 (en) | 1984-05-18 | 1985-05-17 | Method of sintering metal-dispersed reinforced ceramics |
| EP85303474A EP0165707B1 (en) | 1984-05-18 | 1985-05-17 | Method of sintering ceramics and metal-dispersed reinforced ceramics obtained thereby |
| US07/158,115 US4906295A (en) | 1984-05-18 | 1988-02-16 | Dispersed reinforced ceramics |
| US07/392,287 US4965044A (en) | 1984-05-18 | 1989-08-11 | Method of sintering ceramics and metal dispersed reinforced ceramics obtained thereby |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59100895A JPS60246271A (ja) | 1984-05-18 | 1984-05-18 | セラミツクスの焼結方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60246271A JPS60246271A (ja) | 1985-12-05 |
| JPH034509B2 true JPH034509B2 (ja) | 1991-01-23 |
Family
ID=14286069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59100895A Granted JPS60246271A (ja) | 1984-05-18 | 1984-05-18 | セラミツクスの焼結方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60246271A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2949586B2 (ja) * | 1988-03-07 | 1999-09-13 | 株式会社日立製作所 | 電導材及びその製造法 |
-
1984
- 1984-05-18 JP JP59100895A patent/JPS60246271A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60246271A (ja) | 1985-12-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |