JPH04305061A - 硼化チタン含有複合炭化珪素焼結体とその製造方法 - Google Patents
硼化チタン含有複合炭化珪素焼結体とその製造方法Info
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- JPH04305061A JPH04305061A JP3094904A JP9490491A JPH04305061A JP H04305061 A JPH04305061 A JP H04305061A JP 3094904 A JP3094904 A JP 3094904A JP 9490491 A JP9490491 A JP 9490491A JP H04305061 A JPH04305061 A JP H04305061A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、硼化チタンを含有する
複合炭化珪素焼結体に関し、特に炭化珪素（以下は「Ｓ
ｉＣ 」で示す）に硼化チタン粉末を添加含有させるこ
とによって、機械的特性に優れた硼化チタン含有複合炭
化珪素焼結体とそれのＳｉ注入法による製造方法につい
て提案する。
複合炭化珪素焼結体に関し、特に炭化珪素（以下は「Ｓ
ｉＣ 」で示す）に硼化チタン粉末を添加含有させるこ
とによって、機械的特性に優れた硼化チタン含有複合炭
化珪素焼結体とそれのＳｉ注入法による製造方法につい
て提案する。
【０００２】
【従来の技術】ＳｉＣ は、硬度，熱伝導率，耐熱性，
化学的安定性などに優れていることから、これらの特性
を生かして研削剤や，研磨剤，発熱体，各種耐熱構造材
，耐磨耗用部材などの広い用途で用いられている。
化学的安定性などに優れていることから、これらの特性
を生かして研削剤や，研磨剤，発熱体，各種耐熱構造材
，耐磨耗用部材などの広い用途で用いられている。
【０００３】このＳｉＣ 焼結体を製造する方法には、
反応焼結法や，ホットプレス法，常圧焼結法，再結晶法
などが知られている。これらの方法のうち、上記ホット
プレス法は、緻密質焼結体を得るのに適しているが、単
純形状のものしか製造できない。上記常圧焼結法は、焼
結した時の寸法変化が大きく、また気孔率も大きい。し
かも、これらの焼結法は、ともに、約２０００℃前後の
高い温度域での焼結が必要であるという問題点があった
。一方、上記再結晶法は、複雑形状のものを製造するの
に適しているが、強度の低いものしか得られず、加えて
、焼結温度を約２２００〜２５００℃と極めて高い温度
域で焼結しなければならない。
反応焼結法や，ホットプレス法，常圧焼結法，再結晶法
などが知られている。これらの方法のうち、上記ホット
プレス法は、緻密質焼結体を得るのに適しているが、単
純形状のものしか製造できない。上記常圧焼結法は、焼
結した時の寸法変化が大きく、また気孔率も大きい。し
かも、これらの焼結法は、ともに、約２０００℃前後の
高い温度域での焼結が必要であるという問題点があった
。一方、上記再結晶法は、複雑形状のものを製造するの
に適しているが、強度の低いものしか得られず、加えて
、焼結温度を約２２００〜２５００℃と極めて高い温度
域で焼結しなければならない。
【０００４】しかし、これらの方法に比べると、上記反
応焼結法は、比較的低い温度域の焼結でも複雑形状品を
容易に得ることができる。
応焼結法は、比較的低い温度域の焼結でも複雑形状品を
容易に得ることができる。
【０００５】ところで、前記反応焼結法の中にはＳｉ注
入法という方法がある。この方法は、ＳｉＣ 粉末と、
炭素粉末または加熱により分解し炭素（以下は「Ｃ」で
示す）を残留する，例えばフェノール樹脂等を混合し、
成形したのち、得られた成形体を、Ｓｉの融点以上の温
度（約１５００〜１６００℃）で液体状または気体状の
Ｓｉと接触させることにより、ＳｉとＣを反応させ、Ｓ
ｉＣ 焼結体とする技術である。このＳｉ注入法は、焼
結温度が他の焼結方法に比べて低く、また焼結時の寸法
変化がほとんどなく、複雑でしかも大型形状の焼結体の
製造が可能である。そのため、このＳｉ注入法で製造し
たＳｉＣ 焼結体は、半導体用プロセスチューブ，ラジ
アントチューブ，ベアリングおよびメカニカルシール等
に利用されている。
入法という方法がある。この方法は、ＳｉＣ 粉末と、
炭素粉末または加熱により分解し炭素（以下は「Ｃ」で
示す）を残留する，例えばフェノール樹脂等を混合し、
成形したのち、得られた成形体を、Ｓｉの融点以上の温
度（約１５００〜１６００℃）で液体状または気体状の
Ｓｉと接触させることにより、ＳｉとＣを反応させ、Ｓ
ｉＣ 焼結体とする技術である。このＳｉ注入法は、焼
結温度が他の焼結方法に比べて低く、また焼結時の寸法
変化がほとんどなく、複雑でしかも大型形状の焼結体の
製造が可能である。そのため、このＳｉ注入法で製造し
たＳｉＣ 焼結体は、半導体用プロセスチューブ，ラジ
アントチューブ，ベアリングおよびメカニカルシール等
に利用されている。
【０００６】しかしながら、前記のいずれの製造方法に
よって製造したＳｉＣ焼結体であっても、破壊靱性値が
低く、脆いという共通の欠点を持っている。この欠点を
克服する技術として、従来、ＳｉＣ 粉末に硼化チタン
（以下は「ＴｉＢ２」で示す）粉末を加えて焼結する技
術が提案されている。例えば、Ａｍ．Ｃｅｒａｍ．Ｓｏ
ｃ．Ｂｕｌｌ．，６６［２］３２２−２４（１９８７）
は、ホットプレス法により作成したＴｉＢ２複合ＳｉＣ
焼結体について開示しており、ＴｉＢ２を複合するこ
とにより、破壊靱性値が改善できることを開示している
。この方法によれば、焼結体の破壊靱性値は４．５ＭＰ
ａ・ｍ１／２まで向上するが、曲げ強度は５０ｋｇ／ｍ
ｍ２ 未満であった。また、特開昭５７−２７９７５
号公報には、常圧焼結法により作成したＴｉＢ２複合Ｓ
ｉＣ 焼結体について開示しており、この焼結体の電気
抵抗は０．０２ ｏｈｍ／ｃｍより小となることを示唆
している。この焼結体の曲げ強度は４５ｋｇ／ｍｍ２
以下であった。一方、Ｓｉ注入法によって製造されるＳ
ｉＣ ／Ｓｉ複合材の高靱性化の試みはほとんどない。
よって製造したＳｉＣ焼結体であっても、破壊靱性値が
低く、脆いという共通の欠点を持っている。この欠点を
克服する技術として、従来、ＳｉＣ 粉末に硼化チタン
（以下は「ＴｉＢ２」で示す）粉末を加えて焼結する技
術が提案されている。例えば、Ａｍ．Ｃｅｒａｍ．Ｓｏ
ｃ．Ｂｕｌｌ．，６６［２］３２２−２４（１９８７）
は、ホットプレス法により作成したＴｉＢ２複合ＳｉＣ
焼結体について開示しており、ＴｉＢ２を複合するこ
とにより、破壊靱性値が改善できることを開示している
。この方法によれば、焼結体の破壊靱性値は４．５ＭＰ
ａ・ｍ１／２まで向上するが、曲げ強度は５０ｋｇ／ｍ
ｍ２ 未満であった。また、特開昭５７−２７９７５
号公報には、常圧焼結法により作成したＴｉＢ２複合Ｓ
ｉＣ 焼結体について開示しており、この焼結体の電気
抵抗は０．０２ ｏｈｍ／ｃｍより小となることを示唆
している。この焼結体の曲げ強度は４５ｋｇ／ｍｍ２
以下であった。一方、Ｓｉ注入法によって製造されるＳ
ｉＣ ／Ｓｉ複合材の高靱性化の試みはほとんどない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】一般に、かかるＳｉＣ
焼結体を工業材料として幅広く使うには、曲げ強度５
０ｋｇ／ｍｍ２ 以上で、破壊靱性値が４．０ＭＰａ・
ｍ１／２以上の機械的特性が必要であり、さらに、この
ような焼結体が製造上の制約の少ない方法で製造できる
ことが望まれているが、曲げ強度および破壊靱性値が共
に優れた特性を有するＳｉＣ焼結体は、従来、知られて
いなかった。
焼結体を工業材料として幅広く使うには、曲げ強度５
０ｋｇ／ｍｍ２ 以上で、破壊靱性値が４．０ＭＰａ・
ｍ１／２以上の機械的特性が必要であり、さらに、この
ような焼結体が製造上の制約の少ない方法で製造できる
ことが望まれているが、曲げ強度および破壊靱性値が共
に優れた特性を有するＳｉＣ焼結体は、従来、知られて
いなかった。
【０００８】本発明の目的は、破壊靱性および曲げ強度
の両方をともに改善した新規なＳｉＣ基焼結体を提供す
ることである。
の両方をともに改善した新規なＳｉＣ基焼結体を提供す
ることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上述のような目的の下に
、本発明者らは、製造上の制約の少ないＳｉ注入法を用
い、ＴｉＢ２配合量およびＳｉ配合量ならびにＴｉＢ２
粉末粒径を調整することにより、所期した目的が有利に
達成されることを、種々の検討の末に見出し、本発明を
完成させるに至った。
、本発明者らは、製造上の制約の少ないＳｉ注入法を用
い、ＴｉＢ２配合量およびＳｉ配合量ならびにＴｉＢ２
粉末粒径を調整することにより、所期した目的が有利に
達成されることを、種々の検討の末に見出し、本発明を
完成させるに至った。
【００１０】すなわち、本発明の炭化珪素基焼結体は、
１５〜３５体積％のＴｉＢ２，５〜３０体積％のＳｉ，
残部ＳｉＣ よりなる焼結体であり、ＳｉＣ 粉末２０
〜７０ｗｔ％，Ｃ粉末１０〜３０ｗｔ％および粒径５μ
ｍ以下のＴｉＢ２粉末２０〜７０ｗｔ％からなる混合物
を成形して生成形体とし、得られたその生成形体を、Ｓ
ｉの融点以上の温度雰囲気において液体状または気体状
のＳｉと接触し反応させて製造される硼化チタン含有複
合炭化珪素系焼結体である。
１５〜３５体積％のＴｉＢ２，５〜３０体積％のＳｉ，
残部ＳｉＣ よりなる焼結体であり、ＳｉＣ 粉末２０
〜７０ｗｔ％，Ｃ粉末１０〜３０ｗｔ％および粒径５μ
ｍ以下のＴｉＢ２粉末２０〜７０ｗｔ％からなる混合物
を成形して生成形体とし、得られたその生成形体を、Ｓ
ｉの融点以上の温度雰囲気において液体状または気体状
のＳｉと接触し反応させて製造される硼化チタン含有複
合炭化珪素系焼結体である。
【００１１】
【作用】本発明の硼化チタン含有複合炭化珪素焼結体は
、ＳｉＣ ，ＳｉおよびＴｉＢ２から構成されており、
ＳｉＣ とＴｉＢ２からなる従来の焼結体とは本質的に
異なる新規な材料である。
、ＳｉＣ ，ＳｉおよびＴｉＢ２から構成されており、
ＳｉＣ とＴｉＢ２からなる従来の焼結体とは本質的に
異なる新規な材料である。
【００１２】ここで、前記ＴｉＢ２含有量が１５体積％
未満では、ＴｉＢ２の破壊靱性値を改善する効果が顕著
に現れず、３５体積％より多い場合は、焼結が進行しに
くくなり密度が低下し、曲げ強度あるいは破壊靱性値は
低下する。従って、ＴｉＢ２含有量は、１５〜３５体積
％とする必要がある。
未満では、ＴｉＢ２の破壊靱性値を改善する効果が顕著
に現れず、３５体積％より多い場合は、焼結が進行しに
くくなり密度が低下し、曲げ強度あるいは破壊靱性値は
低下する。従って、ＴｉＢ２含有量は、１５〜３５体積
％とする必要がある。
【００１３】Ｓｉについては、焼結体中のＳｉ含有量を
５体積％以下にするのが理論的に言っても困難である一
方、３０体積％より多くなると、曲げ強度あるいは破壊
靱性値のバラツキが大きくなり好ましくない。従って、
Ｓｉ含有量は、５〜３０体積％とする必要がある。
５体積％以下にするのが理論的に言っても困難である一
方、３０体積％より多くなると、曲げ強度あるいは破壊
靱性値のバラツキが大きくなり好ましくない。従って、
Ｓｉ含有量は、５〜３０体積％とする必要がある。
【００１４】次に、このＴｉＢ２の添加の有無による靱
性向上メカニズムを図１に示す。この図に明らかなよう
に、ＴｉＢ２粉末を添加しないＳｉＣ 焼結体は、クラ
ックが粒内を通過する粒内破壊を起こし易いが、ＴｉＢ
２粉末を添加した場合には、クラックがＴｉＢ２粒子付
近で偏向した粒界破壊に変わる。これは、ＳｉＣ とＴ
ｉＢ２の熱膨張率の差（ＳｉＣ：４ ×１０−６《
ＴｉＢ２：７ ×１０−６）によって、粒界に残留応力
（ＳｉＣ 側に圧縮応力）が働き、粒界破壊を生じてク
ラックが偏向することに由ると考えられる。このことの
故に破壊靱性値が向上するのである。
性向上メカニズムを図１に示す。この図に明らかなよう
に、ＴｉＢ２粉末を添加しないＳｉＣ 焼結体は、クラ
ックが粒内を通過する粒内破壊を起こし易いが、ＴｉＢ
２粉末を添加した場合には、クラックがＴｉＢ２粒子付
近で偏向した粒界破壊に変わる。これは、ＳｉＣ とＴ
ｉＢ２の熱膨張率の差（ＳｉＣ：４ ×１０−６《
ＴｉＢ２：７ ×１０−６）によって、粒界に残留応力
（ＳｉＣ 側に圧縮応力）が働き、粒界破壊を生じてク
ラックが偏向することに由ると考えられる。このことの
故に破壊靱性値が向上するのである。
【００１５】本発明にかかる硼化チタン含有複合炭化珪
素焼結体は、曲げ強度が５０ｋｇ／ｍｍ２ 以上、かつ
破壊靱性値が４．０ＭＰａ・ｍ１／２以上の機械的特性
を示すことが確かめられた。これによって、初めて様々
な環境における使用時は勿論、部品交換あるいは部材製
造時の破壊損失を大幅に低減することが可能になった。
素焼結体は、曲げ強度が５０ｋｇ／ｍｍ２ 以上、かつ
破壊靱性値が４．０ＭＰａ・ｍ１／２以上の機械的特性
を示すことが確かめられた。これによって、初めて様々
な環境における使用時は勿論、部品交換あるいは部材製
造時の破壊損失を大幅に低減することが可能になった。
【００１６】また、本発明にかかる焼結体をしゅう動部
品として使用した場合には、従来よく見られた、曲げ強
度や破壊靱性値が低いことによる異物の混入破損が無く
なり耐久性が向上した。もちろん、ＳｉＣ の有する優
れた耐磨耗性は、本発明の焼結体でも示され、耐磨耗部
品として好適に使用される。
品として使用した場合には、従来よく見られた、曲げ強
度や破壊靱性値が低いことによる異物の混入破損が無く
なり耐久性が向上した。もちろん、ＳｉＣ の有する優
れた耐磨耗性は、本発明の焼結体でも示され、耐磨耗部
品として好適に使用される。
【００１７】次に、上述の如き硼化チタン含有複合炭化
珪素焼結体を製造する方法について説明する。ホットプ
レス法や常圧焼結法を用いた一般的な方法では、２００
０℃前後の高温度域での焼成が必要であるために、焼成
中に粒成長が起こり焼結体の結晶粒径が大きくなり、曲
げ強度の優れた高強度焼結体を得ることが困難であった
が、本発明では、ＳｉＣ 注入法を用いるので、このよ
うな問題点はない。このＳｉＣ 注入法によるＴｉＢ２
含有複合ＳｉＣ の焼成実験を試みたところ、この方法
によれば、焼成前のＳｉＣ 粒子の周りに、ＳｉとＣ
が反応して新たに生成したＳｉＣ がエピタキシャル成
長しながら焼結が進行するため、焼成前のＳｉＣ 粒子
径を調整することにより、焼結後の結晶粒径を小さく制
御することができ、従って、曲げ強度の優れたＳｉＣ
焼結体が容易に得られることが判った。
珪素焼結体を製造する方法について説明する。ホットプ
レス法や常圧焼結法を用いた一般的な方法では、２００
０℃前後の高温度域での焼成が必要であるために、焼成
中に粒成長が起こり焼結体の結晶粒径が大きくなり、曲
げ強度の優れた高強度焼結体を得ることが困難であった
が、本発明では、ＳｉＣ 注入法を用いるので、このよ
うな問題点はない。このＳｉＣ 注入法によるＴｉＢ２
含有複合ＳｉＣ の焼成実験を試みたところ、この方法
によれば、焼成前のＳｉＣ 粒子の周りに、ＳｉとＣ
が反応して新たに生成したＳｉＣ がエピタキシャル成
長しながら焼結が進行するため、焼成前のＳｉＣ 粒子
径を調整することにより、焼結後の結晶粒径を小さく制
御することができ、従って、曲げ強度の優れたＳｉＣ
焼結体が容易に得られることが判った。
【００１８】このような考え方に立脚して開発した本発
明の硼化チタン含有複合炭化珪素焼結体の製造方法は、
ＳｉＣ 粉末２０〜７０ｗｔ％，Ｃ粉末１０〜３０ｗｔ
％および粒径５μｍ以下のＴｉＢ２粉末２０〜７０ｗｔ
％からなる混合物を成形して生成形体とし、その生成形
体をＳｉの融点（１５００〜１６００℃）以上の温度で
液体状または気体状のＳｉと接触し反応させて製造する
ものである。
明の硼化チタン含有複合炭化珪素焼結体の製造方法は、
ＳｉＣ 粉末２０〜７０ｗｔ％，Ｃ粉末１０〜３０ｗｔ
％および粒径５μｍ以下のＴｉＢ２粉末２０〜７０ｗｔ
％からなる混合物を成形して生成形体とし、その生成形
体をＳｉの融点（１５００〜１６００℃）以上の温度で
液体状または気体状のＳｉと接触し反応させて製造する
ものである。
【００１９】ここで、最初に配合したＣ粉末は注入され
たＳｉと反応しＳｉＣ に変化する。このため、最終の
焼結体組成（ＳｉＣ：ＴｉＢ２比）と最初の配合組成は
異なってくる。 したがって、本発明の焼結体組成範囲を逸脱しないため
には、上記の配合組成範囲に限定する必要があるのであ
る。
たＳｉと反応しＳｉＣ に変化する。このため、最終の
焼結体組成（ＳｉＣ：ＴｉＢ２比）と最初の配合組成は
異なってくる。 したがって、本発明の焼結体組成範囲を逸脱しないため
には、上記の配合組成範囲に限定する必要があるのであ
る。
【００２０】また、上記生成形体を融点以上の温度でＳ
ｉと反応させる理由は、Ｓｉは融点以上の温度で溶け出
した後、毛細管現象により生成形体中に浸透してＣと反
応するからである。
ｉと反応させる理由は、Ｓｉは融点以上の温度で溶け出
した後、毛細管現象により生成形体中に浸透してＣと反
応するからである。
【００２１】さらに、粒径が５μｍ以下のＴｉＢ２粉末
を用いる理由は、このＴｉＢ２粉末の粒径が５μｍより
大きいと、ＴｉＢ２が欠陥として働き焼結体の曲げ強度
を低下させるからである。なお、ＴｉＢ２粒子は焼結後
も粒径の変化は認められない。
を用いる理由は、このＴｉＢ２粉末の粒径が５μｍより
大きいと、ＴｉＢ２が欠陥として働き焼結体の曲げ強度
を低下させるからである。なお、ＴｉＢ２粒子は焼結後
も粒径の変化は認められない。
【００２２】
【実施例】ＳｉＣ 粉末１０〜６０ｗｔ％，Ｃ粉末２０
ｗｔ％および粒径５μｍ以下のＴｉＢ２粉末２０〜７０
ｗｔ％の配合比で、アルコール中、２４時間ボールミル
で湿式混合を行い、真空乾燥し、その後、解砕を１０分
間行い、４８メッシュの篩を通して混合粉体を得た。次
に、この混合粉体に、成形バインダーを添加し、７００
ｋｇ／ｃｍ２ の圧力で、幅６ｍｍ×厚さ４ｍｍ×長
さ４０ｍｍの棒状成形体を作成した。さらに、この成形
体をＳｉ粉末中に埋め込み、１６００℃で１時間、真空
中で焼結を行い、ＴｉＢ２量０〜４０体積％，Ｓｉ量１
０〜２０体積％，残部ＳｉＣ よりなるＴｉＢ２複合Ｓ
ｉＣ 焼結体を得た。
ｗｔ％および粒径５μｍ以下のＴｉＢ２粉末２０〜７０
ｗｔ％の配合比で、アルコール中、２４時間ボールミル
で湿式混合を行い、真空乾燥し、その後、解砕を１０分
間行い、４８メッシュの篩を通して混合粉体を得た。次
に、この混合粉体に、成形バインダーを添加し、７００
ｋｇ／ｃｍ２ の圧力で、幅６ｍｍ×厚さ４ｍｍ×長
さ４０ｍｍの棒状成形体を作成した。さらに、この成形
体をＳｉ粉末中に埋め込み、１６００℃で１時間、真空
中で焼結を行い、ＴｉＢ２量０〜４０体積％，Ｓｉ量１
０〜２０体積％，残部ＳｉＣ よりなるＴｉＢ２複合Ｓ
ｉＣ 焼結体を得た。
【００２３】得られた焼結体をＪＩＳ規格試験片に研磨
加工後、曲げ強度を３点曲げにより、破壊靱性値をＩＦ
法により測定し、ＴｉＢ２含有量と各物性値の関係を調
べた。その結果、曲げ強度は、図２に示すように、Ｔｉ
Ｂ２含有量が３０体積％まではＴｉＢ２の影響はほとん
ど無く、約６０ｋｇ／ｍｍ２ 前後であり、ＴｉＢ２含
有量が４０体積％になると曲げ強度は約４５ｋｇ／ｍｍ
２ に低下した。また、破壊靱性値は、図３に示すよう
に、ＴｉＢ２含有量の増加とともに増加する傾向を示し
た。すなわち、ＴｉＢ２無添加の焼結体の破壊靱性値は
約３．０ＭＰａ・ｍ１／２であり、ＴｉＢ２含有量が約
３０体積％までは、破壊靱性値約５．０ＭＰａ・ｍ１／
２まで増加したが、ＴｉＢ２含有量が約４０体積％にな
ると破壊靱性値は、約４．０ＭＰａ・ｍ１／２に低下し
た。
加工後、曲げ強度を３点曲げにより、破壊靱性値をＩＦ
法により測定し、ＴｉＢ２含有量と各物性値の関係を調
べた。その結果、曲げ強度は、図２に示すように、Ｔｉ
Ｂ２含有量が３０体積％まではＴｉＢ２の影響はほとん
ど無く、約６０ｋｇ／ｍｍ２ 前後であり、ＴｉＢ２含
有量が４０体積％になると曲げ強度は約４５ｋｇ／ｍｍ
２ に低下した。また、破壊靱性値は、図３に示すよう
に、ＴｉＢ２含有量の増加とともに増加する傾向を示し
た。すなわち、ＴｉＢ２無添加の焼結体の破壊靱性値は
約３．０ＭＰａ・ｍ１／２であり、ＴｉＢ２含有量が約
３０体積％までは、破壊靱性値約５．０ＭＰａ・ｍ１／
２まで増加したが、ＴｉＢ２含有量が約４０体積％にな
ると破壊靱性値は、約４．０ＭＰａ・ｍ１／２に低下し
た。
【００２４】得られた焼結体の破断面を観察した結果を
図４，図５に示す。この図より明らかなように、ＴｉＢ
２無添加品の場合は、大部分が粒内破壊であり、一方、
ＴｉＢ２添加品の場合は、所々ＴｉＢ２粒子（灰白色）
が存在し、この存在により粒内破壊から粒界破壊へと破
壊のプロセスが変化していることがわかる。
図４，図５に示す。この図より明らかなように、ＴｉＢ
２無添加品の場合は、大部分が粒内破壊であり、一方、
ＴｉＢ２添加品の場合は、所々ＴｉＢ２粒子（灰白色）
が存在し、この存在により粒内破壊から粒界破壊へと破
壊のプロセスが変化していることがわかる。
【００２５】次に、比較例としてＳｉＣ 粉末に所定量
のＴｉＢ２粉末を配合し、１９５０℃で常圧焼結を行い
、実施例と同様にＳｉＣ 焼結体の各物性値に対するＴ
ｉＢ２含有量の影響を調べた。その結果、得られた焼結
体の曲げ強度は、図２の破線に示すようにＴｉＢ２含有
量の影響はほとんど無かったが、約４５ｋｇ／ｍｍ２
前後の低い値であった。また、破壊靱性値は、図３の破
線に示すように上述した本発明に係る実施例と同様にＴ
ｉＢ２含有量の増加とともに増加する傾向を示した。
のＴｉＢ２粉末を配合し、１９５０℃で常圧焼結を行い
、実施例と同様にＳｉＣ 焼結体の各物性値に対するＴ
ｉＢ２含有量の影響を調べた。その結果、得られた焼結
体の曲げ強度は、図２の破線に示すようにＴｉＢ２含有
量の影響はほとんど無かったが、約４５ｋｇ／ｍｍ２
前後の低い値であった。また、破壊靱性値は、図３の破
線に示すように上述した本発明に係る実施例と同様にＴ
ｉＢ２含有量の増加とともに増加する傾向を示した。
【００２６】さらに、ＴｉＢ２量２０体積％，Ｓｉ量１
０体積％，残部ＳｉＣ よりなるＴｉＢ２複合ＳｉＣ
焼結体について、ＴｉＢ２粉末の平均粒子径を１〜１０
μｍまで変えて、ＳｉＣ 焼結体の各物性値に対するＴ
ｉＢ２粉末の平均粒子径の影響を調べた。その結果、図
６に示すように、平均粒子径が約５μｍまでは、曲げ強
度約６０ｋｇ／ｍｍ２ ，破壊靱性値約４．５ＭＰａ・
ｍ１／２であったが、平均粒子径が約５μｍより大きく
なると、曲げ強度および破壊靱性値が共に減少する傾向
を示した。
０体積％，残部ＳｉＣ よりなるＴｉＢ２複合ＳｉＣ
焼結体について、ＴｉＢ２粉末の平均粒子径を１〜１０
μｍまで変えて、ＳｉＣ 焼結体の各物性値に対するＴ
ｉＢ２粉末の平均粒子径の影響を調べた。その結果、図
６に示すように、平均粒子径が約５μｍまでは、曲げ強
度約６０ｋｇ／ｍｍ２ ，破壊靱性値約４．５ＭＰａ・
ｍ１／２であったが、平均粒子径が約５μｍより大きく
なると、曲げ強度および破壊靱性値が共に減少する傾向
を示した。
【００２７】これらの結果から、ＴｉＢ２粉末の平均粒
子径を５μｍ以下とし、ＴｉＢ２含有量を１５〜３５体
積％とすることにより、曲げ強度が５０ｋｇ／ｍｍ２
以上で、かつ破壊靱性値が４．０ＭＰａ・ｍ１／２以上
の機械的特性を有する硼化チタン複合炭化珪素焼結体が
得られることが確認された。
子径を５μｍ以下とし、ＴｉＢ２含有量を１５〜３５体
積％とすることにより、曲げ強度が５０ｋｇ／ｍｍ２
以上で、かつ破壊靱性値が４．０ＭＰａ・ｍ１／２以上
の機械的特性を有する硼化チタン複合炭化珪素焼結体が
得られることが確認された。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
曲げ強度および破壊靱性値が共に優れた硼化チタン複合
炭化珪素焼結体を製造することができ、この種の焼結体
としては広い用途に適用できるものとなって、その工業
的意義は大きい。
曲げ強度および破壊靱性値が共に優れた硼化チタン複合
炭化珪素焼結体を製造することができ、この種の焼結体
としては広い用途に適用できるものとなって、その工業
的意義は大きい。
【図１】ＴｉＢ２粉末の添加による靱性向上メカニズム
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図２】ＴｉＢ２量と曲げ強度との関係を示す図である
。
。
【図３】ＴｉＢ２量と破壊靱性値との関係を示す図であ
る。
る。
【図４】ＴｉＢ２添加の場合のＳｉＣ 焼結体組織の粒
子構造を示す顕微鏡写真である。
子構造を示す顕微鏡写真である。
【図５】ＴｉＢ２無添加の場合のＳｉＣ 焼結体組織の
粒子構造を示す顕微鏡写真である。
粒子構造を示す顕微鏡写真である。
【図６】ＴｉＢ２粉末の平均粒子径と曲げ強度および破
壊靱性値との関係を示す図である。
壊靱性値との関係を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 １５〜３５体積％の硼化チタン，５〜
３０体積％の珪素，残部炭化珪素よりなる硼化チタン含
有複合炭化珪素焼結体。 - 【請求項２】 炭化珪素粉末２０〜７０ｗｔ％，炭素
粉末１０〜３０ｗｔ％および粒径５μｍ以下の硼化チタ
ン粉末２０〜７０ｗｔ％からなる混合物を成形して生成
形体とし、その生成形体を、珪素の融点以上の温度雰囲
気において液体状または気体状の珪素と接触し反応させ
ることを特徴とする硼化チタン含有複合炭化珪素焼結体
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3094904A JPH04305061A (ja) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | 硼化チタン含有複合炭化珪素焼結体とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3094904A JPH04305061A (ja) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | 硼化チタン含有複合炭化珪素焼結体とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04305061A true JPH04305061A (ja) | 1992-10-28 |
Family
ID=14123010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3094904A Pending JPH04305061A (ja) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | 硼化チタン含有複合炭化珪素焼結体とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04305061A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007110148A1 (de) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Esk Ceramics Gmbh & Co. Kg | Gesinterter werkstoff, sinterfähige pulvermischung, verfahren zur herstellung des werkstoffs und dessen verwendung |
| JPWO2025075157A1 (ja) * | 2023-10-04 | 2025-04-10 |
-
1991
- 1991-04-02 JP JP3094904A patent/JPH04305061A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007110148A1 (de) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Esk Ceramics Gmbh & Co. Kg | Gesinterter werkstoff, sinterfähige pulvermischung, verfahren zur herstellung des werkstoffs und dessen verwendung |
| JPWO2025075157A1 (ja) * | 2023-10-04 | 2025-04-10 | ||
| WO2025075157A1 (ja) * | 2023-10-04 | 2025-04-10 | 日本製鉄株式会社 | セラミックス焼結体 |
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