JPH0372030B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0372030B2 JPH0372030B2 JP57151081A JP15108182A JPH0372030B2 JP H0372030 B2 JPH0372030 B2 JP H0372030B2 JP 57151081 A JP57151081 A JP 57151081A JP 15108182 A JP15108182 A JP 15108182A JP H0372030 B2 JPH0372030 B2 JP H0372030B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alumina
- silicon carbide
- sintered body
- present
- hot
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
（発明の利用分野）
本発明はアルミナと炭化ケイ素を主成分とした
複合焼結体の製造方法に関し、より詳細にはアル
ミナセラミツクスの抗折強度及び硬度を向上する
ことができるアルミナ−炭化ケイ素系焼結体の製
造方法に関するものである。 （従来技術） 近年、アルミナセラミツクスは耐熱、耐摩耗、
耐薬品、耐絶縁及び物理的性質などに優れている
ため、電子部品材料、産機部品材料等幅広く賞用
され、例えば、産機部品分野ではベアリング、シ
ヤフト、軸受け等がアルミナセラミツクスに代替
されている。 （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、産機部品材料は抗折強度及び硬
度に著しく優れていることが望まれているが、ア
ルミナセラミツクスはこの点で満足し得るものと
は言い難く、過酷な用途に使用されるに十分な特
性値が未だ得られていなかつた。 例えば、耐火物としての用途に対して、アルミ
ナにカーボンや炭化ケイ素等を添加し、これを普
通焼結する方法などが知られているが、これらは
いずれも内部に気孔が多量に存在し、強度的にも
低いもので、産機部品等に用いるための特性をほ
とんど満足していないのが現状であつた。 （問題点を解決するための手段） 本発明者等は上記事情に鑑み、種々の実験を繰
り返した結果、アルミナに対し特定の比率で炭化
ケイ素を加え、これをホツトプレス焼成したとこ
ろ、抗折強度及び改良され、産機部品用として好
適な材料を提供できることを知見した。 本発明は上記知見に基づき、抗折強度及び硬度
の優れたアルミナ−炭化ケイ素系ホツトプレス焼
結体の製造方法を提供することを目的とするもの
である。 即ち、本発明は、アルミナと炭化ケイ素を主成
分とし、アルミナと炭化ケイ素の重量比率が45：
55乃至95：５の割合から成る混合体をホツトプレ
ス焼成したことを特徴とするものである。 以下、本発明を詳述する。 本発明の製造方法により得られる焼結体は主成
分がアルミナ及び炭化ケイ素から成り、その重量
比率（アルミナ：炭化ケイ素）が45：55乃至95：
５の割合からなる成るもので、炭化ケイ素成分の
比率が上記範囲より大きいと、ホツトプレスの
際、完全に緻密化するまでにアルミナが液相化し
てしまい、所望形状の焼結体が得られず、また逆
に炭化ケイ素の量が上記範囲より少ないと、複合
比による効果が得られず、アルミナ単味のホツト
プレス品と特性上、かわりがない。 抗折強度、硬度に加えて靭性特性の改良のため
には前記重量比率を70：30乃至90：10の割合に設
定することが好ましい。 本発明において用いるアルミナ及び炭化ケイ素
の粒径は概ねそれぞれ2.0μｍ以下及び5.0μｍ以下
であればよく、好ましくは両者とも1μｍ以下が
よい。 なお、炭化ケイ素は上記粉末の他、繊維体も使
用でき、これらはβ−炭化ケイ素を用いることも
できるが、安価で入手の容易なα−炭化ケイ素で
よい。 また、上記アルミナ及び炭化ケイ素を主成分と
しこれらに対し助剤として公知の材料を加えても
何差し支えない。 さらに、周知のことではあるが、アルミナと炭
化ケイ素とを主成分とした混合体を成形した後、
この成形体をホツトプレス焼成しても何ら差し支
えない。 上述した成分から成る混合体のホツトプレス焼
成は、焼成条件として温度約1800〜2000℃、圧力
約200〜500Kg／cm2がよい。 本発明の製造方法により得られるアルミナ−炭
化ケイ素系焼結体は従来のアルミナセラミツクス
中、特にアルミナのホツトプレス品と比べても抗
折強度及び硬度が顕著に改良され、その結果、大
きな外部応力が印加される産機部品として好適に
使用することができる。 これらの利点は、ホツトプレス焼成工程により
アルミナの焼結が先行するため、アルミナの焼結
とともに分散した炭化ケイ素粒子が凝集傾向を示
し、その結果、三次元的に複雑にからみ合つた炭
化ケイ素がアルミナ焼結体中にでき、これにより
炭化ケイ素がアルミナ焼結体に対し補強機能を有
することによるものと考えられる。 なお、本発明者等は光学顕微鏡により本発明の
製造方法により得られるアルミナ−炭化ケイ素系
焼結体を観察したところ、アルミナ焼結体中に複
雑にからみ合つた炭化ケイ素焼結体を確認した。 次に本発明を実施例に基づき詳細に説明する。 〔実施例〕 アルミナ粉末と炭化ケイ素粉末を第１表に示す
割合で混合し、44時間振動ミルで混合粉砕し、こ
の混合粉未をホツトプレス法で焼結した。この焼
成条件は圧力250Kg／cm2で、0.5時間加圧し、温度
は試料番号１で1600℃、炭化ケイ素成分比を大き
くするに従い、焼成温度を高くし、試料番号18で
2000℃とした。 そして、これらの焼結体の抗折強度、硬化及び
靭性を測定した。 抗折強度の測定はJISR1601の３点曲げ試験法
に、硬度の測定はロツクウエル硬度試験法（Ａス
ケール）に、そして靭性の測定は焼結体がマイク
ロクラツクの成長により破壊する際の臨界応力拡
大係数を焼結体の靭性特性としてS.E.N.B
（Singje Edge Notched Beam）法に、それぞれ
従つた。その結果は第１表に示す通りである。
複合焼結体の製造方法に関し、より詳細にはアル
ミナセラミツクスの抗折強度及び硬度を向上する
ことができるアルミナ−炭化ケイ素系焼結体の製
造方法に関するものである。 （従来技術） 近年、アルミナセラミツクスは耐熱、耐摩耗、
耐薬品、耐絶縁及び物理的性質などに優れている
ため、電子部品材料、産機部品材料等幅広く賞用
され、例えば、産機部品分野ではベアリング、シ
ヤフト、軸受け等がアルミナセラミツクスに代替
されている。 （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、産機部品材料は抗折強度及び硬
度に著しく優れていることが望まれているが、ア
ルミナセラミツクスはこの点で満足し得るものと
は言い難く、過酷な用途に使用されるに十分な特
性値が未だ得られていなかつた。 例えば、耐火物としての用途に対して、アルミ
ナにカーボンや炭化ケイ素等を添加し、これを普
通焼結する方法などが知られているが、これらは
いずれも内部に気孔が多量に存在し、強度的にも
低いもので、産機部品等に用いるための特性をほ
とんど満足していないのが現状であつた。 （問題点を解決するための手段） 本発明者等は上記事情に鑑み、種々の実験を繰
り返した結果、アルミナに対し特定の比率で炭化
ケイ素を加え、これをホツトプレス焼成したとこ
ろ、抗折強度及び改良され、産機部品用として好
適な材料を提供できることを知見した。 本発明は上記知見に基づき、抗折強度及び硬度
の優れたアルミナ−炭化ケイ素系ホツトプレス焼
結体の製造方法を提供することを目的とするもの
である。 即ち、本発明は、アルミナと炭化ケイ素を主成
分とし、アルミナと炭化ケイ素の重量比率が45：
55乃至95：５の割合から成る混合体をホツトプレ
ス焼成したことを特徴とするものである。 以下、本発明を詳述する。 本発明の製造方法により得られる焼結体は主成
分がアルミナ及び炭化ケイ素から成り、その重量
比率（アルミナ：炭化ケイ素）が45：55乃至95：
５の割合からなる成るもので、炭化ケイ素成分の
比率が上記範囲より大きいと、ホツトプレスの
際、完全に緻密化するまでにアルミナが液相化し
てしまい、所望形状の焼結体が得られず、また逆
に炭化ケイ素の量が上記範囲より少ないと、複合
比による効果が得られず、アルミナ単味のホツト
プレス品と特性上、かわりがない。 抗折強度、硬度に加えて靭性特性の改良のため
には前記重量比率を70：30乃至90：10の割合に設
定することが好ましい。 本発明において用いるアルミナ及び炭化ケイ素
の粒径は概ねそれぞれ2.0μｍ以下及び5.0μｍ以下
であればよく、好ましくは両者とも1μｍ以下が
よい。 なお、炭化ケイ素は上記粉末の他、繊維体も使
用でき、これらはβ−炭化ケイ素を用いることも
できるが、安価で入手の容易なα−炭化ケイ素で
よい。 また、上記アルミナ及び炭化ケイ素を主成分と
しこれらに対し助剤として公知の材料を加えても
何差し支えない。 さらに、周知のことではあるが、アルミナと炭
化ケイ素とを主成分とした混合体を成形した後、
この成形体をホツトプレス焼成しても何ら差し支
えない。 上述した成分から成る混合体のホツトプレス焼
成は、焼成条件として温度約1800〜2000℃、圧力
約200〜500Kg／cm2がよい。 本発明の製造方法により得られるアルミナ−炭
化ケイ素系焼結体は従来のアルミナセラミツクス
中、特にアルミナのホツトプレス品と比べても抗
折強度及び硬度が顕著に改良され、その結果、大
きな外部応力が印加される産機部品として好適に
使用することができる。 これらの利点は、ホツトプレス焼成工程により
アルミナの焼結が先行するため、アルミナの焼結
とともに分散した炭化ケイ素粒子が凝集傾向を示
し、その結果、三次元的に複雑にからみ合つた炭
化ケイ素がアルミナ焼結体中にでき、これにより
炭化ケイ素がアルミナ焼結体に対し補強機能を有
することによるものと考えられる。 なお、本発明者等は光学顕微鏡により本発明の
製造方法により得られるアルミナ−炭化ケイ素系
焼結体を観察したところ、アルミナ焼結体中に複
雑にからみ合つた炭化ケイ素焼結体を確認した。 次に本発明を実施例に基づき詳細に説明する。 〔実施例〕 アルミナ粉末と炭化ケイ素粉末を第１表に示す
割合で混合し、44時間振動ミルで混合粉砕し、こ
の混合粉未をホツトプレス法で焼結した。この焼
成条件は圧力250Kg／cm2で、0.5時間加圧し、温度
は試料番号１で1600℃、炭化ケイ素成分比を大き
くするに従い、焼成温度を高くし、試料番号18で
2000℃とした。 そして、これらの焼結体の抗折強度、硬化及び
靭性を測定した。 抗折強度の測定はJISR1601の３点曲げ試験法
に、硬度の測定はロツクウエル硬度試験法（Ａス
ケール）に、そして靭性の測定は焼結体がマイク
ロクラツクの成長により破壊する際の臨界応力拡
大係数を焼結体の靭性特性としてS.E.N.B
（Singje Edge Notched Beam）法に、それぞれ
従つた。その結果は第１表に示す通りである。
【表】
【表】
＊印を付した試料番号のものは本発明の範
囲外のものである。
表中、試料番号19は焼結中、アルミナが液相化
したため、所望形状の焼結体が得られず、試料番
号20では焼結しなかつた。また試料番号１では従
来の産機部品用アルミナセラミツクスの特性値を
比較例としてあげた。そこで第１表から明らかな
通り、アルミナと炭化ケイ素の重量比が70：30乃
至90：10の範囲の試料番号３〜７では抗折強度及
び硬度とともに靭性特性の増大傾向が確認でき、
炭化ケイ素の成分比が大きくなるとアルミナ及び
炭化ケイ素の粒径にもよるが、主に抗折強度の増
大傾向が確認できた。 本発明者等は産機部品の適用として高温強度特
性を調べるために、本発明の製造方法により得ら
れるアルミナ−炭化ケイ素系焼結体（試料番号２
〜18）を1000℃以上に加熱し、抗折強度を測定し
たところ、いずれもアルミナのホツトプレス品
（試料番号１）に比べ、高温高強度特性が認めら
れた。そこで飛躍的に高温高強度特性が向上した
代表例として、試料番号14の特性を図に示した。
図中、イ及びロはそれぞれ試料番号１及び14の特
性を示し、試料番号14の800℃での抗折強度は試
料番号１と比べ、約２倍大きくなつていることが
わかる。 （発明の効果） 以上の通り、本発明の製造方法により得られる
アルミナ−炭化ケイ素系焼結体は従来の産機部品
材料としてのアルミナセラミツクスよりも抗折強
度が著しく向上し、且つ硬度も改良され、加え
て、アルミナと炭化ケイ素の重量比が70：30乃至
90：10の範囲ではアルミナ単味のホツトプレス品
よりも靭性特性が向上されることが判明した。 更に、本発明の製造方法により得られるアルミ
ナ−炭化ケイ素系焼結体は従来の産機用アルミナ
セラミツクスに比べ、高温下でも顕著な高強度特
性の傾向が認められ、耐熱構造部品材料として優
れた適性を示すことがわかつた。 ※図 図はアルミナセラミツクス及び本発明の製
造方法により得られるアルミナ−炭化ケイ素系焼
結体の抗折強度特性曲線を示すグラフの線図であ
る。
囲外のものである。
表中、試料番号19は焼結中、アルミナが液相化
したため、所望形状の焼結体が得られず、試料番
号20では焼結しなかつた。また試料番号１では従
来の産機部品用アルミナセラミツクスの特性値を
比較例としてあげた。そこで第１表から明らかな
通り、アルミナと炭化ケイ素の重量比が70：30乃
至90：10の範囲の試料番号３〜７では抗折強度及
び硬度とともに靭性特性の増大傾向が確認でき、
炭化ケイ素の成分比が大きくなるとアルミナ及び
炭化ケイ素の粒径にもよるが、主に抗折強度の増
大傾向が確認できた。 本発明者等は産機部品の適用として高温強度特
性を調べるために、本発明の製造方法により得ら
れるアルミナ−炭化ケイ素系焼結体（試料番号２
〜18）を1000℃以上に加熱し、抗折強度を測定し
たところ、いずれもアルミナのホツトプレス品
（試料番号１）に比べ、高温高強度特性が認めら
れた。そこで飛躍的に高温高強度特性が向上した
代表例として、試料番号14の特性を図に示した。
図中、イ及びロはそれぞれ試料番号１及び14の特
性を示し、試料番号14の800℃での抗折強度は試
料番号１と比べ、約２倍大きくなつていることが
わかる。 （発明の効果） 以上の通り、本発明の製造方法により得られる
アルミナ−炭化ケイ素系焼結体は従来の産機部品
材料としてのアルミナセラミツクスよりも抗折強
度が著しく向上し、且つ硬度も改良され、加え
て、アルミナと炭化ケイ素の重量比が70：30乃至
90：10の範囲ではアルミナ単味のホツトプレス品
よりも靭性特性が向上されることが判明した。 更に、本発明の製造方法により得られるアルミ
ナ−炭化ケイ素系焼結体は従来の産機用アルミナ
セラミツクスに比べ、高温下でも顕著な高強度特
性の傾向が認められ、耐熱構造部品材料として優
れた適性を示すことがわかつた。 ※図 図はアルミナセラミツクス及び本発明の製
造方法により得られるアルミナ−炭化ケイ素系焼
結体の抗折強度特性曲線を示すグラフの線図であ
る。
Claims (1)
- １ アルミナと炭化ケイ素とを主成分とし、アル
ミナと炭化ケイ素との重量比率が45：55乃至95：
５の割合から成る混合体を、ホツトプレス焼成す
ることを特徴とするアルミナ−炭化ケイ素系焼結
体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57151081A JPS5939766A (ja) | 1982-08-30 | 1982-08-30 | アルミナ―炭化ケイ素系焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57151081A JPS5939766A (ja) | 1982-08-30 | 1982-08-30 | アルミナ―炭化ケイ素系焼結体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5939766A JPS5939766A (ja) | 1984-03-05 |
| JPH0372030B2 true JPH0372030B2 (ja) | 1991-11-15 |
Family
ID=15510897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57151081A Granted JPS5939766A (ja) | 1982-08-30 | 1982-08-30 | アルミナ―炭化ケイ素系焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5939766A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60210571A (ja) * | 1984-03-31 | 1985-10-23 | イビデン株式会社 | 炭化珪素含有のアルミナ質焼結体の製造方法 |
| JPS61122164A (ja) * | 1984-11-15 | 1986-06-10 | 株式会社リケン | 炭化珪素−アルミナ複合焼結体及びその製造方法 |
| JPS61174165A (ja) * | 1985-01-25 | 1986-08-05 | 株式会社 リケン | 切削工具用チップ及びその製造方法 |
| IN167047B (ja) * | 1985-03-14 | 1990-08-25 | Advanced Composite Materiales | |
| JPS63225574A (ja) * | 1987-03-12 | 1988-09-20 | 東芝タンガロイ株式会社 | 切削工具部材用セラミツクス焼結体及びその製造方法 |
| JP2507480B2 (ja) * | 1987-09-30 | 1996-06-12 | 晧一 新原 | ＳｉＣ−Ａｌ▲下２▼Ｏ▲下３▼複合焼結体及びその製造法 |
| JP2507479B2 (ja) * | 1987-09-30 | 1996-06-12 | 晧一 新原 | ＳｉＣ−Ａｌ▲下２▼Ｏ▲下３▼複合焼結体及びその製造法 |
| JP5093948B2 (ja) * | 2001-09-11 | 2012-12-12 | 京セラ株式会社 | 磁気ヘッド用基板及びその製造方法 |
| JP2006206376A (ja) * | 2005-01-28 | 2006-08-10 | Ngk Spark Plug Co Ltd | セラミック焼結体、切削インサート及び切削工具 |
-
1982
- 1982-08-30 JP JP57151081A patent/JPS5939766A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5939766A (ja) | 1984-03-05 |
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